Способ получения катализатора для синтеза аммиака

Способ получения катализатора для синтеза аммиака

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е, " " :

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сеоз Советскни

Сециалмстнческив

Республик

Ъ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Зеяелено200677. (2т) 2498276/23-04 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15067% Бюллетень Йо22

Дата опубликования описания 1506.79.,(л г

В 01 3 37/08//

С 01 С 1/04

Государствемиый комитет

СССР мо делан изобретемий и открытий (53) УДК66.097. .3 (088.8) (72) АВТО(ЭЫ В. П. Лыткин, В. Н. Меньшов, Ю. С. Фролов, Д. Б. Чистоз зонов, фЗф рЕтЕНня В . С. Соболевский, С. П, Воронцов и В . Н . Анохин (71) Зеявитель (65) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗА1ОРА

ДЛЯ СИН1ЕЗА АММИАКА

Изобретение относится к области получения катализаторов для химических реакций, в частности плавленых железных катализаторов для синтеза аммиака. Первой стадией основных промьваленных способов получения плавленых железных катализаторов является получение расплавленной катализаторной массы методом кислородной плавки, плавкой в электрических печах сопротивления, в индукционных печах или в электрической дуге. В расплавленную катализаторную массу вводят промотирующие добавки, обычно в виде окислов или других соединений промотирующих элементов (1).

Известен способ получения гранулированных катализаторов синтеза аммиака путем плавления стержней, сформованных из смеси окислов железа с промоторами, в пламени вольтовой дуги (2). В состав стержней вводят порошкообраэный алюминий или термитную смесь. Недостатком этого способа является то, что алюминий вводят во всю массу шихты, из которой Формуют стержни, используемые в качест.ве электродов для создания вольтовой дуги. Поэтому, для того чтобы началась реакция окисления алюминия, необходимо затратить большое количество энергии на разогрев всей мас,сы шихты.

Ближайшим решением к изобретецню является способ получения катализатора для синтеза аммиака путем кислородной плавки с добавлением промоторов, в соответствии с которым промоторы вводят в расплав в виде смеси, предварительно сформованной в гранулы или.таблетки (3). По этому способу отвешивают 0,8 кг поташа, 1,6 кг окиси кальция, 2,1 кг окиси алюминия и 0,5 кг окиси кремния, тщательно перемешивают и увлажняют дистиллированной водой или конденсатом в количестве 0,25 кг. Полученную смесь промоторов таблетируют в таблетки 30 х х14 мм. Для получения катализатора окисляют кислородом 36 кг катализаторного железа и все таблетки равномерно вводят в плав катализаторной массы.

Недостатком этого способа является то, что на расплавление таблеток промоторов расходуется тепло расплавленных окислов железа, приобретенное ими в процессе окисления металлического железа газообразным кислороыход аммиака, об.З, после колонны синтеза при

=30 3 0 0 ч и темпе ат ах С

Темпе распл

0 ати, М 0 0 р ур ф

375 400 425 450 475 500 525 550

1620

4,2 10,0 14,2 18,1 20,2 20,0 18,8 17,0 14,0

8,0 12,8 17,0 21,0 22,0 2,1,2 20,0 — 14,8

2830

8,0 12, 3 16,5 21,0 22, 1 21,0 19,8 18,8 14,5

4 1 10 0 14 2 18 1 20 2 20 0 19 0 17 0 14 0

Предлагаемый

Известный

3 бб 72 дом. В результате температура расплава,снижается, катализаторная масса по мере увеличения содержания промоторов становится все более вязкой и промоторы все хуже и хуже растворяются в массе катализатора. Остывший катализатор имеет неравномерное рас- 5 пределение промоторов, неоптимальный минералогический и фазовый состав, что приводит к снижению его активности.

10 цель изобретения - получение ката-, лизатора повышенной активности.

Поставленная цель достигается тем, что промотирование проводят путем введения в расплав окислов железа

:СмеСи"окислов кальция, кремния, калия и металлического алюминия.

В жроцессе окисления металлического алюМиния зак"сь-окисью железа выделя20 ется большое количество тепла, аналогично горению термита. За счет выделившегося тепла температура расплава поднимается до 2000-2500 С, промоторы быстро и полностью растворяются в расплавленной массе катализа"тора, обеспечивая"при кристаллизации и охлаждении более равномерный химический, минералогический и фазовый - состав-готового катализатора, что и является причиной повышения его каталитической активности в реакции синтеза аьмиака.

Пример 3. Сравнительные данные по активности катализаторов, поКак видно из данных табл 2, катализатор, полученный по предлагаемому способу, обладает более высокой активностью, чем катализатор, полученный по известному способу.

35 4

Пример 1. Катализатор, по составу соответствующий требованиям

ОСТ6-03-71-73, получают методом непрерывной кислородной плавки.

Два листа железа размером 650х х250 х 12 мм (15 кг каждый) с двух сторон закладывают в окислительную камеру под углом 80 . к горизонталь- ной плоскости ванны. Толщина расплава в ванне 35 мм.

Расход кислорода на окисление железа (б форсунок) 60 нмэ/ч. При готовляют смесь промоторов иэ 48 r металлического порошкообраэного алюминия, 67 r. окиси кальция и 32 r углекислого калия, которую затем непрерывно подают в окислительную камеру. Состав смеси даЕтся на расход в 1 мин, т. е.,скорость подачи смеси IIpoMoTOpoB питателем составляет 147 г/мин. Производительность окислительной камеры составляет

120 кг катализатора в час. Плав катализатора с температурой 2000 С непрерывно одной струей диаметром

10-12 мм вытекает из окислительной камеры по летке в гранулятор, где гранулируется в готовый катализатор в воздушном потоке.

Пример 2 ° ЗависимосТь ак- тивйости катализаторов полученйых ,из расплавов с различной температу.рой при одинаковых условиях кристал лизации и охлаждения, приведена в табл. 1.

Т а б л и ц а 1 лученных по предлагаемому и известно- му способам, представлены в табл. 2.

Т а блица 2

Формула изобретения

Способ получения катализатора для синтеза аммиака путем плавления металлического железа в кислороде и последующего промотирования окис667235

1. Авторское в 210837, кл. в ,1965.

2. Авторское

Ю 248634, кл. В

3. Авторское в 230789, кл. В

1966.

6 вами алюминия, кальция, кремния и к алия, отличающийся тем, что, с целью,"получения катализатора с повышенной активностью, промотирование проводят путем введения в расплав окислов железа смеси окислов кальция, кремния, калйя и металлического алиминия

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

6 свидетельство СССР

01 Э 11/Об, 129 4/01, свидетельство СССР

01 7 11/22, 1966. свидетельство СССР

01 У 11/22, 12 4/01, Составитель М. Локтев

Редакто Н. Потапова Техред Н. Андрейчук Корректор Е. Папп

Заказ 3239/4 Тираж 876 Подписное.ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра скан ваб. . 4 5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4