Катализатор для окисления диоксида серы

Катализатор для окисления диоксида серы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

С ото з Советскик

Социалистические

Республик () ) )929211

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИЯЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Задавлено 22.07.80 (2! ) 2961 852/23-04

{5! )М. Кл.

В 01 J 23/22

С 01 В 17/68. с присоелинением заявки Рб) е

)ввуАврственвый квмктет

СССР (23) Приоритет вв делам изобретение н открытий

{53) УДК66.0Я7..3(088.8) 0пУблнковано23.05.82. Бюллетень Юе 19

Дата опубликования описания 23 05 82

И.П. Мухленов, E.И, Добкина, С.М. Кузнецова, С.И. Конторович, Е.Д. Щукин, В.А. Шалюгина, Г.Л. Кустова и Н.В. Дитянцева (72) Авторы изобретения

",:1 ,„,; i::(Abalего

Ленинградский ордена Октябрьской Революции

Красного Знамени технологический институт .им (7I ) Заявитель (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ДИОКСИДА

СЕРЫ

Изобретение относится к катализаторам для окисления диоксида серы и.может быть использовано в производстве серной кислоты контактным способом, прн переработке газовых смесей с повышенным содержанием диоксида серы, а

5 также в процессе очистки газовых выбросов от диоксида серы.

Известен катализатор для окисления диоксида серы на основе окислов вана10 дия на носителе с добавками окислов ка» лия и цезия, причем окислы калия и цезия взяты в отношении 6:1 к окислам ваНадня, а содержание окислов ванадия в катализаторе составляет 12-20 вес. %. т5

Б качестве носителя используют алюмс» силикат следующего состава, вес. %:

ЬО 87, А12О 12, примеси 1, из ко торого далее удаляют избыток окиси алюминия (с 12 до 6 вес. %) 1).

Активность катализатора при 500 С

О

85%, 460 С 76%, 420 С 63% при объемной скорости 10000 ч . Концентрация диоксида серы в воздухе 7 об. %. Однако данный катализ(ттор характеризуется сравнительно низкой каталитической актив ностью в области рабочих температур (480-500 C), не превышающей 85%.

Известен также катализатор для окио ления диоксида серы, состоящий из пятиокиси ванадия с добавками щелочных промоторов - соединений натрия, калия, рубидия и (ипи) цезия на носителедиатомите, содержащем 9 02, СаО.

Смесь щелочных промоторов в пересчете на окислы содержит, мол. %:

8agO 5-30, Rb О и (иди) С5О 18-35, К„О 8-35.

Активность катализатора при 485 С90,2 91%, при 420 С - 57,8-59,7% при стандартном испытании (2J.

Наиболее бакэким к втэобретению является катализатор для окисления диоксида серы (3), содержащий, мас. %:

Vq og 6-7

К2О

9 10

СаО 2 3

Носителы- 5 j О 56-62

3 92921

Сульфаты (в пересчете на Я О ) 1 8-1 9

AE20 +Fe О Не более 5

Активность катализатора составляет

85-88% при 485 С, 18-22% при 420 С (испытания проводились в стандартных условиях), что является недостаточным, особенно в области низких температур.

Бель изобретения - повышение активности катализатора. о

Укаэанная цель достигается каталиЬатором для окисления диоксида серы, содержащим 7,5-15 мас. % пятиокиси ванадия, 10-15 мас. % окиси калия и но ситель, в качестве которого катализа- 15 тор содержит алюмосиликат, содержащий

5-1 5% асбеста — остальное.

Отличительным признаком предлагаемого катализатора является использование в качестве носителя алюмосиликата, 20 содержащего 5-15% асбеста, а также новое количественное содержание компонентов.

Сущность изобретения заключается в следующем. 25

Катализатор готовят методом пропит» ки асбестсодержаших алюмосиликатных носителей растворами смеси солей ванадия и сульфата калия. Асбестсодержащие алюмосиликатнь е носители содержат в зй своем составе 5-10 мас. % хриэотилили антофиллитасбеста и 85 - 95 мас. алюмосиликата.

Хризотил — асбест содержит, мас. %: з,0241,6; МфО 42,2, Г е,ОЗ1-,5 з5

Н О 13,8 и А409 0,9

Состав антофиллитасбеста, мас. %:

5jO> 59,4; А120з. 0,6, Р е 036,7;

М О 29,9 и Й О 3,4.

Носитель имеет следующие структурные характеристики: насыпной вес

0,54 г/см, объем пор 0,7-0,8 см /г, д поверхность 300-500 м /r, радиус пор

30-50 А.

Концентрацию растворов варьируют так, чтобы вводить требуемое количест во активных окислов в состав катализатора,.и при этом не допустить кристаллизации солей.

Режим пропитки во всех опытах посто-5О янный. Соотношение Ж:Т = 3:2, темпера тура пропитки 80-90 С. Время 2-3 ч. о

Пропитанный- носитель подвергают термообработке — сушке при 4 120 С и проо калке при t, 650-700 С в течение

3-4 ч.

Использование асбестсодержашего алю. мосиликатного носителя, являющегося re1 терогелевой системой, состоящей из, кристаллической (асбест) и аморфной (алюмосиликат) фаз, при нанесении на него активных компонентов (окислы ванадия и калия) позволяет создать новую физико-химическую систему.

На границе раздела аморфной и кристаллических фаз по месту существования дефектов структуры возникают качест венно новые дополнительные активные центры, что приводит к повышению активности катализатора в широком диапазоне температур.

Пример 1. 50 см носителя (d > =2-3 мм), содержащего 5% хриэотиласбеста, 92,5% Б О и 2,5% A920g, пропитывают 75 см раствора, содержащего 80 г/дм КфО и 60 г/дм

КЧО (в пересчете наЧ 05) при t =80

90 С в течение 2 ч.м

Образец термообрвбатывают: сушат при

Ь =120 С и прокаливают при 4 =650700 СЗ ч.

Готовый катализатор содержит, вес. %:

Ч О 7 5; К20 10 и носитель — остальное.

Пример 2. 50 см носителя (d 2-5 мм), содержащего 10% антофиллитасбеста, 86,25% 9 02 и 3,75% А0205, пропитывают 75 см раствора, содержаще

Э го 100 г/дм К 50у и 80 г/дм КЧО> (е пересчете ее ИОИ) при + =80 99сС в течение двух часов.

Образец термообрабатывают аналогично примеру 1.

Готовый катализатор содержит, вес, :

У20 11,9; К О 12 и носитель — осталь ное.

Пример 3. 50 см носителя (d >=2-5 мм), содержащего 15 антофиллитасбеста, 80% 5j0 и 5% А0<О>, пропитывают 75 см раствора, содержащего 120 г/дм КфО и 100 гlдм КЧО

3 (в пересчете на Y20g) при 4 =80-90 С в течение двух часов.

Образец термообрабатывают аналогично примеру l.

Готовый катализатор содержит, вес. :

Y 0 15; К 0 1 5 и носитель - остальное.

Образцы катализаторов испытывают на активность в лабораторной установке прс точного типа при стандартных условиях.

Газовая смесь состоит из 10% 5 0 и

90% воздуха. Объемная скорость равна 4000 ч .

Активность оценивают степенью превращения (Х%) 502 при прохождении газовой

5 МЙ211 6 смеси через слой катализатора, загружен- ки предлагаемого и известного катализа." ного в контактную трубку. Характеристи- торов приведены в таблипе.

18 22

85-88

Известный

Предлагаемый

92,1

По примеру 1

По примеру 2

По примеру 3

61,2

62,5

91,3

60,2 жащий 5-15% асбеста, при следующем содержании компонентов, мас. %:

Пятиокись ванадия 7,5-1 5

Окись калия 101 5

Носитель Остальное

2$ формула изобретения

Составитель Н. Путова редактор B. Данко Текред Т.Маточка Корректор H. Муска

Заказ 3357/10 Тираж 577 Подписное °ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Как видно из таблицы, предлагаемый катализатор может быть использован в широком интервале температур. По активности он превосходит известный на 5-6% при t =485 С, на . 40-42% при

t =420 C.

Катализатор для окисления диоксида серы, содержащий пятиокись ванадия, окись калия и носитель, о т п и ч а юшийся тем, что, с целью повьпнения активности катализатора, в качестве носителя он содержит алюмосиликат, содерI

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР № 432916, кл. В 01 3 23/04, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 420328, кл. В 01 J 23/22", 1971.

3. Авторское свидетельство СССР

¹ 116093, кл. В 01 3 37/00, 1958.

{ прототип),