Способ приготовления железного ката-лизатора для синтеза аммиака

Способ приготовления железного ката-лизатора для синтеза аммиака

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ ц

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик.Ф

) тж л г

К -АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 060678 (21) 2624916/23-04 (51) М. Кл.

В 01 J 37/04

С 01 С 1/04 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР

«о делам изобретений н открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 150581, Бюллетень М 18

Дата опубликования описания 15.05.81 (53) УДК 66.097.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

П.Д.Рабина, Л.Д.Кузнецов, Л.М.Дмитренко, И.Г.Хачатурян, В.Н.Меньшов, Л.И.Тительман, А.A.Äàâèäþê, Е.В.Турченинова, -Ф.М.Журавлев и A.Ä.Ñîëîâ (71) Заявитель I,. к !

:. и -, . "-з г (в4) сносов птиготовлкнии жклкзного иитилизвтотйДЛЯ СИНТЕЗА ANMHAÊÀ

Изобретение относится к проиэводстру катализаторов для синтеза аммиа ка на основе окислов железа с промоторами.

Известен способ, согласно которому рудный концентрат магнетика смешивают с азотнокислыми солями калия, кальция, алюминия, приготовленную шихту загружают в шнек-пресс, с помощью которого она выдавливается в пламя дуги, создаваемой между угольными электродами. При температуре более 3000оС происходит расплавление и грануляция катализатора P1) .

Известен также способ приготовления гранулированного катализатора для синтеза аммиака путем смешения магнетика с промоторами, грануляции полученной шихты во вращающемся цилиндрическом сосуде с одновременной подачей связующего вещества, сушки полученных гранул и опекания их при

1000-1500 С в атмосфере. инертного газа j2) .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ приготовления гранулированного катализатора СА-1 для синтеза аммиака, согласно которому грануляцию ведут также во вращающемся цилиндрическом сосуде путем последовательного накатывания слоев шихты, отличающихся содержанием влаги. (3) .

Недостатком этих способов является низкая производительность получаемых катализаторов, что объясняется следующими причинами. Катализатор имеет одинаковый от центра шарообразной гранулы к ее.периферии химический состав и структуру, что обуславливает его одинаковые по радиусу гранулы каталитические свойства..Вместе с тем внешние и внутренние,;слои гранулы работают не в одинаковых усло15 виях: в ходе работы катализатора в колонне синтеза аммиака внешняя поверхность гранулы больше подвергается действию каталитических ядов. Рекристаллиэационные процессы, процессы

20 восстановления и старения катализатора также распространяются от периферии к центру. Поэтому уже восстановленная периферийная часть зерна подвергается отравляющему действию паров воды, выделяющейся при довосстановлении центральной части зерна и, следовательно, больше рекристаллиэуется.

Кроме того, периферийная часть гранулы, естественно, больше подвергается

30 исгиранию во время загрузки катали829165 затора в аппарат и в ходе эксплуатации.

Цель изобретения — получение катализатора с повышенной производительностью, т.е. катализатора, который в условиях длительной эксплуатации

;1около 4 лет) совмещал бы s себе свойства термически стойкого, высокоактивного и механически прочного катализатора.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу приготовления железного катализатора для синтеза аммиака. путем смешения магнетика с промоторами, грануляции полученной шихты во вращающемся цилиндрическом сосуде с одновременной подачей свя- i5 зующего вещества, сушки полученных гранул и их прокаливания в атмосфере инертного газа, грануляцию ведут путем последовательного накатывания слоев шихты известных катализаторов Щ шихты аммиака различного химического состава, причем слои располагают так; что по радиусу гранулы от центра к периферии активность каждого последующего слоя меньше, а термоустой- 25 чивость и механическая прочность больше, чем у предыдущего слоя.

Предлагаемый способ обеспечивает повышение производительности катализатора в условиях длительной эксплуатации. Так, например, производительность (в услов. ед.) трехслойного катализатора, полученного по примеру

2 предлагаемого изобретения за 4 года эксплуатации уменьшается с 3210 до 2450, в то время как производитель-З5 ность известного однослойного катализатора в тех же условиях изменяется от 2270 до 1800 .

Пример 1. Для получения двухслойного шарикового катализатора 40 с размером гранул 5-15 мм готовят два типа шихты с тониной помола (0,1 мм: а) 185 г суперконцентрата Fe@04 с содержанием железа 71,4% и S10g

0,3%, а также А1 0 б r; К СО> 3 r, СаО6г; б) 75б r суперконцентрата Fe 04 с содержанием железа 71,4% и S10

0,3%,.а также V>OS 3,5 г; MgO 4,5 г;

A(<0> 12 г; К О 9 г; СаО 15 г.

Грануляцию осуществляют, подавая во вращающийся гранулятор сначала шихту типа б одновременно со струей минеральной связи и осуществляя процесс окомкования накатыванием на образовавшиеся зародыши гранул всех 800 r шйхты, а затем на полученные гранулы последовательно накладывают при подаче той же связки 200 г шихты типа а. Образовавшиеся сферические гранулы сушат при 120 С и затем обжигают в атмосфере азота при 1330 С в течение 1 ч . Затем гранулы охлаждают до 2000С в атмосфере азота и далее на воздухе. 65

Пример ?. Трехслойный шариковый катализатор с размером гранул

5-15 мм получаюr методом окомкования аналогично катализатору по примеру, 1. Для этого готовят шихту следующего химического состава: а) б00 г шихты, полученной смешением порошков окислов железа, феррита кобальта, феррита магния тониной помола(0,1 мм и содержащую,Ъ: Fe О

5, CoFe О 28, MgFe<0 20, К СО 1; б) 300 г шихты, полученной смешением окислов железа, алюминия, калия, кальция с тониной помола < 0,1 мм и содержащую,Ъ: Fe A1 О 3, СаО 3, К СОЭ 1,0; в) 100 г шихты, полученной смешением окислов железа, алюминия, ванадия, кальция, магния углекислого калия и содержащую, Ъ: Fe О. 87, А1 0

4, Mg0 3, К 03 1,5, СаО 3, V О. 1,5.

Процесс окомкования ведут, подавая в гранулятор последовательно сначала шихту а, затем б, и в и одновременно подавая струей раствор минеральной связки, например бентонита в количестве 85 г. По окончании процесса окомкования гранулы сушат при

110 С и обжигают в атмосфере инерто ного газа, например аргона, при

1380 С.

Пример 3. Двухслойный катализатор по примеру 1 и соответствующие его однослойные катализаторы, полученные грануляцией шихты а и б (в примере 1) испытывают при Р

300 атм, t = 400 С, @ = 30000 час .

Пример 4. Трехслойный катализатор по примеру 2 и составляющие

его однослойные катализаторы, полученные грануляцией шихты а, б и в (в примере 2), испытывают в условиях, аналогичных примеру 3.

Из представленных данных видно, что эа 4-х летний период эксплуатации производительность многослойного катализатора, полученного по предлагаемому способу, выше производительности известных однослойных катализаторов.

Формула изобретения

Способ приготовления железного катализатора для синтеза аммиака ,путем смешения магнетика.с промоторами, грануляции полученной шихты во вращающемся цилиндрическом сосуде с одновременной подачей связующего вещества, сушки полученных гранул и их спекания в атмосфере инертного газа, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности катализатора в процессе длительной эксплуатации, грануляцию ведут путем последовательного накатывания слоев шихты известных катализаторов синтеза аммиака различно829165

Составитель М.Локтев

ТехредЖ.Кастелевич Корректор Е. Рошко

Редактор Ю.Петрушко

Заказ 2988/35 Тйраж 567 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССГ по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ro химического состава, причем слои располагают так, что по радиусу гра-, нулы от центра к периферии активность .каждого последующего слоя меньше, а термоустойчивость и механическая прочность .больше, чем у предыдущего слоя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 230098, кл. -В 01 4 37/08, 1967.

2. Патент Англии 9 850843, . кл. 1(1A), опублик. 1959.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2336290/23-04, ц 01 J 37/00i 1976 (прототип).