СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ МОНООКСИДА УГЛЕРОДА И ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ Российский патент 1997 года по МПК B01D53/62 B01J23/44 B01J32/00 

Описание патента на изобретение RU2080910C1

Изобретение относится к способу очистки газовых выбросов, содержащих монооксид углерода и органические соединения и может быть использовано для обезвреживания отходящих газов в химической, нефтехимической, машиностроительной и других отраслях промышленности.

Известен способ очистки разовых выбросов промышленных производств путем пропускания газового потока через слой катализатора для окисления на нем CO и органических соединений. Катализатор состоит из нескольких слоев, для верхнего слоя используется оксидный медно-марганцевый катализатор, для нижнего
катализатор, содержащий по крайней мере один из благородных металлов (платину или палладий) или их смесь, нанесенных на оксид алюминия. Между слоями катализатора может быть слой инертного носителя /1/.

Недостатком способа очистки является необходимость предварительного удаления части органических соединений из газового потока путем обработки его в скруббере, что приводит к образованию сточных вод.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ очистки газов путем дожигания CO и органических соединений на катализаторе, содержащем 0,2 0,3 мас. палладия на носителе, в качестве которого используется кристаллический α Al2O3, включающий 0,2 20 мас. промотора спекания, выбранного из группы оксидов кремния, титана, циркония, марганца, кальция, магния, хрома и меди. Способ приготовления катализатора заключается в прокаливании сформованной смеси оксида алюминия с промотором при 1100 1500oC с последующим нанесением на носитель соли палладия /2/.

Недостатком известного способа очистки является недостаточно высокая степень превращения органических соединений, особенно при повышенных объемных скоростях газов, а также большие затраты энергии на спекание промотора с оксидом алюминия при 1100 1500oC.

Целью изобретения является повышение степени очистки.

Поставленная цель достигается тем, что процесс очистки ведут на палладиевом катализаторе, носителем которого служит смесь твердого раствора оксидов титана, ниобия и тантала, соответствующего эмпирической формуле Ti(Nbx • Ta0,06x)O(2+2,5x), где x 0,0015 0,07, оксидов лантана, церия или их смеси и сульфата кальция при следующем соотношении компонентов: твердый раствор оксидов титана, ниобия и тантала 30 65 мас. оксиды лантана, церия или их смесь 10 20 мас. сульфат кальция остальное.

Отличительным признаком способа очистки газов является использование катализатора, носителем которого служит смесь твердого раствора оксидов титана, ниобия и тантала, оксидов лантана, церия или их смеси и сульфата кальция при указанном соотношении компонентов.

Разработанный способ очистки газов позволяет повысить степень очистки промышленных газов от оксида углерода и органических соединений за счет высокой активности катализатора. Повышение активности и термостабильности катализатора достигается за счет использования носителя, содержащего твердый раствор оксидов титана, ниобия и тантала и оксиды редкоземельных элементов.

На синтезированном катализаторе при совместном содержании в газовой смеси оксида углерода и органических соединений при 500oC степень очистки от метанола и акрилонитрила. Наиболее трудно окисляемых органических соединений этой смеси, достигает 86,1 и 96,5% соответственно, на катализаторе по прототипу соответственно 78,3 и 82,9% При 700oC на предлагаемом катализаторе газ полностью очищается от оксида углерода, пропилена, акрилонитрила и метилакрилата и на 96,8% от метанола, в тех же условиях на катализаторе по прототипу очистка от оксида углерода и органических соединений составляет 92,3 96,8% от метанола 87,4% Прогрев предлагаемого катализатора в условиях окисления в течение 4 часов при 700oC не снижает его активность.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. В 500 мл воды растворяют 34 г смеси дисульфаттитанила аммония, пентансульфатниобила аммония и пентасульфаттанталила аммония в массовом соотношении 91,2 7,6 1,2. К раствору солей прибавляют водный раствор аммиака до достижения pH 7-8. Выпавший осадок гидроксидов металлов отфильтровывают и обрабатывают водной суспензией 4,4 г Ca(OH)2. В пульпу при перемешивании прибавляют 3 г карбоната церия. Полученную смесь отфильтровывают, сушат 2 ч. при 110 130oC, прокаливают 4 ч. при 450oC и таблетируют. Таблетки носителя пропитывают солянокислым раствором PdCl2 из расчета 0,2 мас. палладия на массу носителя. После пропитки носитель сушат, прокаливают и восстанавливают в токе водорода при 350oC. Получают катализатор, содержащий 0,2 мас. палладия, нанесенного на носитель, мас. 45 твердого раствора Ti(Nb0,039•Ta0,002)O2,1, 15 CeO2 и 40 CaSO4.

Пример 2. Катализатор готовят аналогично описанному в п. 1 с той разницей, что в 300 мл воды растворяют 30 г побочного продукта переработки лопарита, содержащего смесь двойных солей сульфатов титанола, ниобила и танталила с сульфатом аммония в массовом соотношении 99,53 0,43 0,04, осадок гидроксидов металлов обрабатывают водной суспензией 6, 8 г Ca(OH)2 и прибавляют 5 г оксида лантата, а таблетки носителя пропитывают раствором PdCl2 из расчета 0.3 мас. палладия на массу носителя. Получают катализатор, содержащий 0,3 мас. палладия, нанесенного на носитель, мас. 30 твердого раствора Ti(Nb0,0015•Ta0,0001)O2, 20 La2O3 и 50 CaSO4.

Пример 3. В 800 мл воды растворяют 65 г сульфатов титанила, ниобила и танталила в массовом соотношении 78,4 20,12 1,48 соответственно, к раствору прибавляют водный раствор аммиака до достижения pH 7 8. Выпавший осадок гидроксидов металлов обрабатывают водной суспензией 6,8 г Ca(OH)2, прибавляют 5 г эквимолярной смеси карбонатов лантана и церия, а таблетки носителя пропитывают раствором PdCl2 из расчета 0,2 мас. палладия на массу носителя. Получают катализатор, содержащий 0,2 мас. палладия, нанесенного на носитель, мас. 65 твердого раствора Ti(Nb0,07•Ta0,004)O2,2, 10 оксидов лантата и церия и 25 CaSO4.

Пример 4. Катализатор готовят аналогично описанному в п.3 с той разницей, что растворяют 66 г смеси сульфатов титанила, ниобила и танталила в соотношении 77,5 21 1,5 соответственно, обработку осадка проводят водной суспензией 6,65 г Ca(OH)2 и прибавляют 4,75 г смеси карбонатов лантана и церия. Получают катализатор, содержащий 0,2 мас. палладия, нанесенного на носитель, мас. 66 твердого раствора Ti(Nb0,075•Ta0,004)O2,2, 9,5 оксидов лантана и церия и 24,5 CaSO4.

Пример 5. Катализатор готовят аналогично описанному в п.2 с той разницей, что в 250 мл воды растворяют 22 г побочного продукта переработки лопаритовых концентратов с соотношением двойных солей сульфатов титанила, ниобила и танталила с сульфатом аммония 99,60 0,39 0,01 соответственно, обработку осадка гидроксидов металлов проводят водной суспензией 5,5 г Ca(OH)2 и прибавляют 4,1 г карбоната лантана. Получают катализатор, содержащий 0,1 мас. палладия, нанесенного на носитель, мас. 29 твердого раствора Ti(Nb0,0012•Ta0,00008)O2, 21,5 La2O3 и 49,5 CaSO4.

Пример 6. (по прототипу). Катализатор готовили как описано в пат. СССР N648059. 9,98 г g-Al2O3, 0,01 г CaO и 0,01 г MgO помещали в шаровую мельницу и размалывали до получения однородной массы, добавили 0,5 частей ПВС и 2 части воды. Смесь тщательно перемешивали, экструдировали и экструдат обкатывали в гранулы, которые сушили, прокаливали при 600 - 700oC 2 ч. затем подвергали спеканию при 600 700oC 2 ч. затем подвергали спеканию при 1100 1200oC в течение 60 мин. На гранулы носителя наносили палладий путем пропитки раствором PdCl2 из расчета 0,2 мас. палладия на массу носителя.

Состав носителей для катализаторов, приготовленных по п. 1 5, приведен в табл. 1.

Похожие патенты RU2080910C1

название год авторы номер документа
КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРЫ ПО ПРОЦЕССУ КЛАУСА И СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ 1995
  • Егиазаров Юрий Григорьевич[By]
  • Петкевич Тамара Семеновна[By]
  • Цыбулевский Альберт Михайлович[By]
  • Шеремет Вячеслав Васильевич[By]
  • Грунвальд Владимир Робертович[By]
  • Радченко Михаил Николаевич[By]
  • Алексеева Любовь Александровна[By]
  • Мурин Владимир Иосифович[By]
  • Щелконогов Анатолий Афанасьевич[By]
  • Жуланов Николай Константинович[By]
  • Чуб Александр Васильевич[By]
  • Аврамов Владимир Викторович[By]
RU2076776C1
Способ получения катализатора для очистки отходящих газов от монооксида углерода 1990
  • Кравчук Лилия Сергеевна
  • Иващенко Наталья Ивановна
  • Валиева Светлана Владимировна
  • Караморина Ирина Александровна
SU1776434A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОЛИГОПИПЕРИЛЕНА 1992
  • Жидков Юрий Николаевич[By]
  • Седач Михаил Павлович[By]
  • Поткин Владимир Иванович[By]
  • Эрдман Арнольд Адольфович[By]
  • Юрша Иосиф Антонович[By]
  • Олешкевич Леонид Александрович[By]
  • Бондаренко Людмила Михайловна[By]
RU2044742C1
КАТАЛИТИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ СЕЛЕКТИВНОСТИ ПРЕВРАЩЕНИЯ АЛКАНОВ В НЕНАСЫЩЕННЫЕ КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИИ И СПОСОБ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПОЗИЦИИ 2005
  • Хазин Полетт Н.
  • Эллис Пол Э. Мл.
RU2342991C2
КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ДЕГИДРИРОВАНИЯ ЭТАНА И СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ДЕГИДРИРОВАНИЯ ЭТАНА С ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ 2012
  • Кустов Леонид Модестович
  • Кучеров Алексей Викторович
  • Финашина Елена Дмитриевна
RU2488440C1
КАТАЛИЗАТОРЫ ОЧИСТКИ ВЫХЛОПНОГО ГАЗА 2014
  • Радж Агнес
  • Фишер Джанет Мэри
  • Томпсетт Дэвид
RU2673344C2
КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭТИЛЕНА И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭТИЛЕНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭТОГО КАТАЛИЗАТОРА 2013
  • Тарасов Андрей Леонидович
  • Кустов Леонид Модестович
  • Грейш Александр Абрамович
  • Глухов Лев Михайлович
RU2523013C1
ЭЛЕКТРОРЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЖИДКОСТЬ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ 1989
  • Воробьев Д.Н.
  • Макатун В.Н.
  • Гулякевич Л.В.
RU2077546C1
ЖАРОПРОЧНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ ДЛЯ ЛИТЬЯ РАБОЧИХ ЛОПАТОК ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК 2013
  • Лубенец Владиир Платонович
  • Дуб Алексей Владимирович
  • Скоробогатых Владимир Николаевич
  • Кац Эдуард Лейбович
  • Кульмизев Александр Евгеньевич
  • Яковлев Евгений Игоревич
RU2525883C1
МОДИФИЦИРОВАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НОСИТЕЛЕЙ ДЛЯ КАТАЛИЗАТОРОВ 2005
  • Киммич Барбара
  • Уэйд Лесли Э.
  • Ванг Тао
  • Моонен Руландус Х. В.
  • Сийпкес Андре Х.
RU2422433C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 080 910 C1

Реферат патента 1997 года СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ МОНООКСИДА УГЛЕРОДА И ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

Использование: газоочистка в химической, нефтехимической и машиностроительной промышленности. Сущность изобретения: отходящие газы, содержащие примеси CO, пропилена, метилакрилата, метанола и акрилонитрила при температуре 200 - 700oC пропускают через катализатор, содержащий 0,1 - 0,5 мас.% Pd. Носителем катализатора служит смесь твердого раствора на основе оксидов Ti, Nb и Ta, оксидов редкоземельных элементов (РЗЭ) и CaSO4. Твердый раствор соответствует эмпирической формуле: Ti(Nbx • Ta0,06x)O(2+2,5x), где x = 0,0015 - 0,07. Состав носителя в мас.%: твердый раствор 30 - 65, оксиды РЗЭ 10 - 20, CaSO4 - остальное. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 080 910 C1

Способ очистки газов от монооксида углерода и органических веществ окислением при повышенных температурах на катализаторе, содержащем 0,1 0,5 мас. палладия на носителе, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки, используют катализатор на носителе из смеси твердого раствора на основе оксидов титана, ниобия и тантала, соответствующего эмпирической формуле Ti (Nbx • Ta 0,06x)02+2,5x, где x 0,0015 0,07, оксидов редкоземельных элементов и сульфата кальция при следующем соотношении компонентов носителя, мас.

Твердый раствор на основе оксидов титана, ниобия и тантала Ti (Nbx • Ta0,06x)02+2,5x 30 65
Оксиды редкоземельных элементов 10 20
Сульфат кальция Остальноее

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1997 года RU2080910C1

Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
СПОСОБ СОРБЦИОННОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦЕЗИЯ ИЗ ПРИРОДНЫХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВОД 1993
  • Быцан Н.В.
  • Гончаров Б.В.
  • Буринский С.В.
  • Мельникова Л.А.
RU2065629C1
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Катализатор для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания и способ его получения 1976
  • Масааки Ногучи
  • Цучио Бунда
SU648059A3
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1

RU 2 080 910 C1

Авторы

Петкевич Т.С.

Егиазаров Ю.Г.

Платонов Г.А.

Буганова Л.Ф.

Коваленко Н.А.

Лебедев В.В.

Даты

1997-06-10Публикация

1991-03-18Подача