Катализатор для окисления двуокиси серы в серный ангидрид Советский патент 1983 года по МПК B01J23/835 B01J27/16 C01B17/69 

(54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ДВУОКИСИ СЕРЫ В СЕРНЫЙ АНГИДРИД

1

Изобретение относится к катализаторам на осянове окислов металлов для окисления двуокиси серы в серный ангидрид.

. Известен катализатор для окисления двуокиси серы, представляющий собой медистый огарок, содержащий 6,,42% меди 1 .

Недостатком известного катализатора

, является невысокая степень окисления двуокиси серы, которая при содержанки to в газе 7,5% 50.2.и 19% 65б°С и объемной скорости 66О ч составляет 51,9-53,7%.

Известен также катализатор для окисления двуокиси серы в серный ангидрид, 15 содержащий железо, медь, и, по крайней мере, один щелочной металл - натрий или калий .

Недостатком этого катализатора является невысокая степень окисления20 двуокиси, которая при содержании в

.газе 1О% SO-J и 11% О и объемной

л. лi р

скорости 90ОО ч при 680 С соста&ляет 29%.

Ближайшим решением к предлагав- мому является катализатор Ьля окисле ния двуокиси серы в серный ангядряд, содер «сащий 7О-8О% окиси железа, 1-3 Bec.%v глинозш«са, 7-9 вес. % двуокиси кремния и 12-18 вес. % фосфа тов в пересчете на пятиокись фосфоР ГЗЗ.Однако изве&гный катализатор xapai& теризуется недостаточно высоксЛ актя&ностью - максимальная степень превращения содержании в газе. 7%5О2., объемной скорости 40ОО ч и 690 составляет 4О-45%.

Цель изобретения - повышение активности катализатора.

Поставленная цель достигается тем, что катализатор для окисления двуокиси серы в серный ангидрид, содержащий окись железа, двуокись кремния и окись фосфора J допогаштепьно содеридат окись меди, окись шшка и окксь свнноа при следующем содержании компонентов, вес.%: Окись железа34-37 Окись меди34-36 Двуокись кремния5,1-5,5 Окнсь цинка2,6-4,3 Окись свинца 1,3-2,2 Пятиокись фосфораОстально Катализатор изготавливают следующим образом. Фосфорную кислоту смешивакут с глицерином и в полученную смесь при пер& мешивании добавляют окислы железа, меди, кремния, цинка и свинца. Получен- ную шихту формуют и подвергают термообработке. Пример 1. 24 г фосфорной кнолоты (с концентрацией 60-65% в пересче те на О) смешивают с 8 г глицери- на. К полученной жидкой фазе, тшател ьно перемешивая, постепенно добавляют, г:; окислы железа 29j меди 28; кремния 4| цинка 2; свинца 1. Состав шихты, вес.%: фосфорная кислота 28; глицерин 8; окись железа 29; окись меди 28; двуокись кремния 4; окись цинка 2; окись свинца 1... Полученную пластическую массу формуют в виде частиц цилиндрической и неправильной формы и подвергают термообработке, сушке при 150-20О С 2 ч, прокаливанию при 700-850 с 3-4 ч и . охлаждению до нормальной температуры. Состав катализатора, вес. %: окись железа 37; окись меди 36; двуокись кремни 5,1; окись шшка 2,6; окись свинца 1,3; ПЯТИОКИСЬ фосфора 18. .| р и- м е р 2. 26 г фосфорной кисло ты (с концентрацией 60-65% в пересчете на PftOr) смешивают с. 5,5 г глицерина. К полученной жидкой фазе постепенно добавляют, тщательно перемешивая, г: окислы железа 30, м§ди 30, кремния 4,5 шюка 4, свинца 1,5. Состав шихты, ; вес. %: фосфорная кослота 26; глицерин 5,5; окись железа ЗО; окись меди 30; двуокись кремния 4,6; окись цинка 5; окись свинца 1,5. Полученную пластическую массу формуют. Операции термообработки катализатора аналогичны указанным в примере 1. Состав катализатора, вес, %: окись железа 35,5; окись меди 35,5,двуокись кремния 5,3;окнсь цинка 3,5; окись свинца 1,8; пятйокись фосфора 18,4. П р и м . 3. 28 г фосфорной кислоты (с концентрацией 60-65% в пересчете на РО Ос) смеитвают с 3 г глицерина. К полученной жидкой фазе постепенно добавл5пот,тщательно перемешивая,г: окисль} железа 31, меди 31, кремния 5; свинца 2. Состав шихты, вес. %: фоофорная кислота 24,глицерин 3; окись меди 31; двуокись кремния) 5j окись цинка 4; окись свинца 2. Иояу енную пластическую массу формуют. Операции термообработки катализатора аналогичны указанным в примере 1. Состав катализатора, вес. %: окись железа 34; окись меди 34; двуокись кремния 5,5; окись 1шнка 4,3; окись свинца 2,2; ПЯТИОКИСЬ фосфора 20. Компоненты шихты - глицерин и влага, содержащиеся в фосфорной кислоте, нри термообработке испаряются. Испытание каталитической активности йопучедаых катализаторов проводят на стандартной лабораторной установке проточного типа. Двуокись серы на установку подают КЗ баллона, воздух/нагнетают газсадувкой и смешивают с газом в см&сителе. Газовая смесь, пройдя систему сушки, поступает в кварцевую контактную трубку,помешенную в электрическую печь, снабженную тремя самостоятельными нихро мовыми спиралями, что позволяет регупировать температуру по высоте- слоя катализатора. Температуру в слое катализатора измеряют хромель-алюмелевой термопарой, помешенной в чехол для термопары, колебание температуры допускается не более, чем на i 1 С. Температуру измеряют- в трех точках. Выходящий из контактной трубки газ проходит поглотитель с серной кислотой и далее его отводят в тягу. Концентрацию двуокиси серы определяют до и „осле контактной трубки по методу Рейха. Для испытания берут 10 мл катализатора и 2О мл плавленого кварца. Высота слоя смеси в контактной трубке составляет 75 мм. Испытания проводят при 640 и . Скорость газовой смеси составляет 666 мл/мин. Заданные условия соблюдаются до достижения постоянных степеней превращения в течение 6 ч. Степень превращения X вычисляют по формуле (4oQ.sOa) 00-OO Cso Ctoo-t5cso) где Сел - содержание SO/j. перед тактной трубкой, %; с - содержание 5 О а после контактной трубки, %. Режим испытаний активности катализатора и полученные результаты представлены в таблице.

Как виано из таблицы, предлагаемый состав катализатора по сравнению с известным, принятым в качестве протопша, позволяет повысить активность

катализатора на 11%, перерабатывать газы с высокой концентрацией двуокиси серы с достижением активности катализатора 53%. 7 10036 Формулаизобретения, ; Катализатор для окисления двуокиси серы в серный ангидрид, включающий окись железа, двуокись кремниН; и тиокись фосфора, отличающийс я тем, что, с целью повышения активности катализатора, он допотштепьно содержит окись меди, окись шгака и окись свинца при следующем содержании«о компонентов, вес. %: Окись железа 34-37 Окись меди 34-36 Двуокись кремния 5,1-5,5 608 Окисяь цинке 2,6-4,3 Окись свиниа 1,3-2,2 Пятиокисъ фосфора Остальное Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Боресков Г. К. Катализ в производстве серной кнслотьи ГХИ, 1954, с, 126-128. 2. Патент США № 41275О9, кл. 252-459, опублик.. 1978. 3. Авторское свидетельство СССР № , кл. В 01 J 37/О4, 1968 (прототип).