ПЛАТИНОИДНЫЙ КАТАЛИЗАТОР Российский патент 1996 года по МПК B01J23/42 B01J35/04 C01B21/26 

Изобретение относится к производству азотной кислоты и касается устройства платиноидного катализатора для окисления аммиака.

Известны платиноидные катализаторы для окисления аммиака, выполненные в виде сеток с различным числом плетений на 1 см² и изготовленных из различных сплавов, основой которых являются металлы платиновой группы. Сетки собираются в пакет, состоящий из различного их числа. Количество сеток зависит от принятого технологического режима окисления аммиака и увеличиваются с увеличением давления и скорости проведения реакции.

Прототипом предлагаемого (чисто) платиноидного катализатора является пакет, состоящий из сеток с количеством плетений 1024 шт. на 1 см² (см. М.М. Караваев "Каталитическое окисление аммиака", Химия, М.1983,с.41,55).

Данный пакет опирается на какую-то несущую конструкцию, например жаростойкую сетку, которая в процессе работы вдавливается в платиноидный катализатор, экранируя тем самым значительную активную поверхность нижних сеток. Так, при использовании нихромовой сетки с очком 4х4 и толщиной проволоки 1 мм экранируется 20% поверхности платиноидного катализатора, что очень много.

В основу изобретения поставлена задача создать такой платиноидный катализатор, состоящий из пакета, который бы обеспечивал меньшее экранирование от несущей конструкции, установленной под сетками, при сохранении степени конверсии.

Для решения этой задачи в платиноидном катализаторе, состоящем из пакета сеток, последние по ходу газа, в диапазоне его температур 1473^oC1073^oК устанавливаются сетки 1024^oC6 плетений на 1 см² между сетками с плетением 4900^oC1024 шт. на 1 см².

Такая установка сеток позволит газу после сетки густого плетения свободно подходить через "крупное" очко сетки редкого плетения к следующей сетке густого плетения, что уменьшит экранирование активной поверхности последних по ходу газа сеток и будет способствовать более лучшему использованию веса катализатора.

Однако такая установка сеток при температурах ниже 1073^oК вызывает увеличение времени пребывания газа в зоне самовоспламенения аммиака, что увеличивает образование азота вместо окиси азота и поэтому место установки сеток с их чередованием густые редкие определяется диапазоном температур выше 1073^oК. Температуры выше 1473^oК в производстве не используются.

Кроме того, такая укладка сеток способствует закалке уже полученной окиси азота в большем объеме газа, который имеет меньшую температуру чем проволока катализатора.

На фиг.1 изображено устройство платиноидного катализатора, состоящего из сеток 1 с различным числом плетений установленных первыми по ходу газа и сеток 2, в котором сетки 1024^oC4900 плетений на 1 см² установлены между сетками с плетением 6^oC1024 шт. на 1 см².

Устройство работает следующим образом. Газ,проходя последовательно каждую сетку 1 нагревается до температур выше 1073^oК и далее выходя из сетки густого плетения 4900^oC1024 шт. на 1 см² в очко на 1 см². И хотя платиноидный катализатор все равно будет вдавливаться в несущую конструкцию, однако площадь экранирования уменьшится с уменьшением числа плетений в сетках редкого плетения.

Пример 1. (Прототип). Платиноидный катализатор, состоящий из пакета сеток 1024 плетения на 1 см² 12 шт. скорость АВС 5 м/с; температура АВС 473К температура конверсии 1173К, степень конверсии 93,8% Несущая конструкция нихромовая сетка 4х4 толщина проволоки 1 мм. Поверхность экранирования 20%
Пример 2. Платиноидный катализатор, состоящий из пакета сеток, первыми по ходу установлены 8 сеток 1024 пл. на 1 см² и далее между тремя сетками 121 пл. установлены сетки с 1024 плетений на 1 см². При тех же условиях конверсии, но меньших удельных вложениях (3%) стабильно наблюдали конверсию не ниже 93,8% и в среднем 94,2% Несущая конструкция та же, что в прототипе. Поверхность экранирования 7%
Пример 3. Платиноидный катализатор, состоящий из пакета сеток первыми по ходу газа установлены 4 сетки 1024 плетения + 3 сетки 3600 плетений и далее во втором пакете две сетки 121 плетение переложены сеткой 1024 плетения при тех же условиях конверсии, но меньших удельных вложениях платиноидов степень конверсии 95% Несущая поверхность та же, что в прототипе. Поверхность экранирования 7%
Пример 4. Платиноидный катализатор, состоящий из пакета сеток, первыми по ходу газа установлены 6 сеток 1024 пл. на 1 см² и далее между тремя сетками 6 пл. на 1 см² установлены сетки 4900 пл. на 1 см². При тех же условиях конверсии ее степень 95,2% Поверхность экранирования 2%
Пример 5. Платиноидный катализатор, состоящий из пакета сеток, первыми по ходу газа установлены 6 сеток 1024 пл. на 1 см² и далее между тремя сетками 6 пл. на 1 см² установлены сетки 3600 пл. на 1 см². При тех же условиях конверсии ее степень 95,6% Поверхность экранирования 2%

Платиноидный катализатор, использующийся в производстве азотной кислоты для окисления аммиака до окиси азота, состоящий из пакета сеток, отличающийся тем, что последние по ходу газа устанавливаются сетки 1024^oC4900 плетения на 1 см² между сетками с плетением 6^oC1024 штуки на 1 см². 1 ил.

Платиноидный катализатор для окисления аммиака, состоящий из пакета сеток, отличающийся тем, что последними по ходу газа установлены сетки, имеющие 1024 4900 плетений на 1 см², между сетками с плетением 6 - 1024 штуки на 1 см².