Способ приготовления сферического катализатора для очистки газов Советский патент 1983 года по МПК B01J37/02 

обладает недостаточно высокой активностью и стабильностью. Цель изобретения - упрощение способа, получение катализатора с повышенной активностью и стабильностью. Поставленная цель достигается сог ласно способу приготовления сферического катализатора для очистки газов от смеси окиси углерода и сернистого ангидрида путем обработки селя гидроокиси алюминия псевдобемитной структуры пептиэатором, содержащим соли активных компонентов в качестве которого используют порош ки нитратов или хлоридов меди, или железа, или хрома, или алюминия или их смеси, взятые в количестве 1,05sO вес. и смешивают полученную мас су с окислами хрома, или марганца, или железа, или кобальта, или никеля, или меди или с их смесьЮ;-взятыми в количестве 13-tO вес./о с дальнейшим углеводородно-аммиачным формо ванием массы, сушкой и прокаливанием сферических гранул. Использование порошков легко гидрол измющихся солей Си, Fe, Сг, А (нитратов, хлоридов), вызывающих пеп тизацию геля гидроокиси алюминия, пр водит к получению массы, не изменяющей величину вязкости (10-15 П) до 2 сут хранения, в результате чего со кращается число реакторов с мешалками с 6-8 до 2, а также отпадает необхо имость в очистке коммун1 кацией от загустевшей пасты, в приготовлении многокомпонентного пептизатора - сус пензии и использовании кислоты. Выбор интервала концентраций солей пептизаторов (1,0-5,0 вес., в пересчете на окислы) обусловлен (1,0 вес. достаточной эффективностью пептизации и текучестью массы, а с другой сторо ны (5,0 вес.%) ограничен получением массы с высокой величиной вязкости (50 П), следовательнопрекращ€ нием углеводороднр-аммиачного формования, Выбор элементов для синтеза катали заторов (Сг, Мп, Fe, Со, Ni, Си) произведен с целью осуществления низкотемпературного окисления СО на окисном Mn-Co-Ni-контакте и эффективного окисления ЗОл на окисной железомедь-хромовой составляющей катализатора. Применение порошков окислов активных компонентов и их смесей позволяе получать низковязкие (до 35 П) формуе мые многокомпонентные массы и следовательно эффективные катализаторы. Выбор интервала концентраций активных окислов (O-tO вес.%) обусловлен (13 вес.%) эффективностью действия в повышении каталитической активности в многокомпонентных катализаторах, а с другой стороны (АО вес.) высокой степенью окисления концентрированных смесей СО и S02. Одной из особенностей применения солей в качестве пептизаторов является легкость образования твердых растворов с окисью алюминия, сохраняющих высокую активность при повышенных температурах и активирующих вводимые порошки окислов. Способ осуществляется следующим образом. С целью приготовления жидкой пасты с вязкостью не более 30-35 П в гель гидроокиси алюминия псевдобемитной структуры добавляют порошки солей пептизаторов из расчета 1,05,0 зес.% окисла или их смесь. После введения пептизатора массу тщательно перемешивают и выдерживают 1,0-2,0 ч при периодическом интенсивном перемешивании. После добавления в приготовленную пептизированную массу расчетного количества соответствующих окислов (Сг.О) . Мп02., , Fe2.03, FeO, , СоС CogC4, ,, NiO, ,,, Cu20, CuO или их смеси массу тщательно перемешивают 15-20 мин и подвергают уг леводородно-аммиачному формованию. Для этого катализаторную массу пропускают через формовочный цилиндр, в дне которого вмонтированы фильеры с пропускными отверстиями 1-5 мм. Образующиеся капли попадают в колонну нейтрализации, заполненную двумя несмешивающимися жидкостями углеводородной (бензин, осветительный керосин и раствором аммиака концентрацией 12-20 вес. Последовательно пройдя эти два слоя формовочной жидкости гранулы поступают на термообработку - сушку и прокаливание. Сушка проводится в трубчатой печи 1,0-2,0 ч при бО-ТОО С, а прокаливание при 600-950с ч. Концентрация активных окислов в готовой прокаленной грануле составляет в сумме вес.%. Пример 1. К навеске геля гидрокиси алюминия влажностью б5 весД и массой , г добавляют 2,А г. нитрата меди и 3,1 г хлорного железа ( в расчете на безводные соли массу тщательно перемешивают, выдерживают 1,0 ч при периодическом пе ремешивании и после достижения вязкости 10 П вносят в нее 3 г МоОа и 1C г . После перемешивания 15 ми катализаторную массу подвергают формованию в углеводородноаммиачной жидкости концентрацией 12 вес. NH. Отформованные сферические гранулы сушат при 2 ч и подвергают прокаливанию при Ц ч. Катализатор содержит, вес.%: СиО Ре,0з11,5-; А /2рз8,5. Характеристика параметров пористо структуры и активность катализаторов в окислении смеси СО и 50 приведены в таблице 2. Пример2. К навеске геля гид роокиси алюминия 183,3 г с влажность 70 весД добавляют 9, Г нитрата хро ма и 5,2 г хлорида алюминия (в расчете на безводные соли) , массу тща. тельно перемешивают, выдерживают 1,5ч при периодическом перемешивании и по сле достижения вязкости 20 П вносят в нее 12 г СиО, 20 г 8 г N12.0 После перемешивания 20 мин катализаторную пасту подвергают формованию в углеводородноаммиачной жидкости концентрацией 20 весД МНэ. Отформованны сферические гранулы сушат при 2 ч и подвергают прокаливанию пои , А ч. Катализатор содержит, вес.%: Сг-П,, 3, СиО 12; Со,П 20; А0г57. ларактеристика параметров пористой структуры и активность катализаторов в окислении смеси СО и SO приведены в таблице. Пример 3. К навеске геля гид роокиси алюминия 308 г с влажностью 75 вес,% добавляют 15,1 г нитрата железа (в пересчете на безводную сол массу тщательно перемешивают, выдерживают 1,0 ч при периодическом перемешивании, после достижения вязкости 25 П, вносят в нее 3 r. и 15 г СоО. После перемешивания 15 мин катализаторную массу подвергают формованию вуглеводородно-аммиачной жид кости концентрацией 15 Bec.NKj. Отформованные гранулы сушат при 100 С. 1 ч и подвергают прокаливанию при 800°С i ч. Катализатор содержит, вес.: 5; 3; СоО 15, , Характеристика параметров пористой структуры и активность катализаторов в окислении смеси СО и SO приведены в таблице. Пример. К навеске геля гидроокиси алюминия 307 г с влажностью 80 вес.добавляют 2,7 г хлорида меди и 2 , 1 г хлорида хрома (в пересчете на безводную соль),.массу тщательно перемешивают, выдерживают 2,0 ц при периодическом перемешивании и после достижения вязкости 15 П, вносят в нее 9 г и 27 г FeO. После перемешивания 20 мин катализаторную массу подвергают формованию в углеводородно-аммиачной жидкости концентрацией 18 вес.% NHj. Отформованные сферические гранулы сушат при 1 ч и подвергают прокаливанию при i ч. Катализатор содержит, вес.%: СиО 16; Сг2.0э 1.0; Мп-0.9; FeO 27; . . Характеристика параметров пористой структуры и активность катализатора в окислении смеси СО и SO приведены в таблице. П р и м е р 5. К навеске геля гидроокиси алюминия 366,7 г с влажностью 85 вес.% добавляют 20,« г нитрата алюминия в пересчете на безводную соль массу тщательно перемешивают, выдерживают 1,0 ч при периодическом перемешивании и после достижения вязкости 10 П вносят 30 г Сглра и 10 вес.% NiO. После перемешивания 15 мин катализаторную массу подвергают формованию в углеводородно-амйиачной жидкости концентрацией ,16 вес.%. Сформованное сферические гранулы сушат при 80°С 1,5 ч и подвергают прокаливанию при 850 С А ч Катализатор содержит, вес., .0г 30; NiO 10; 0Характеристика параметров пористой структуры и активность катализатора в окислении смеси СО и 50 приведены в таблице. Каталитическую активность синтезированных образцов определяют в реакции окисления СО и SOn, основной смеси отходящих и топочных газов. Определение, проводят на проточной установке в интервале температур 100700 С, концентрации СО и .,Q и 1,0 об.% соответственно и объемной

7100388 8

скорости 6000 ч при постоянном объ- составляет,%: по СО 98,3; 89,7; 72,3: еме катализатора ( см Фракции 0,55- ,3t 51,8 при и по S0e8l,8; 0,60,69,; 55.8; ,3; 52, при 550с по

Каталитическая активнобть катали- s 11 и 29,8.при этих же температурах затора после испытания в течение 50 ч у прототипа.

примерам 1-5 соответственно против

Формула изобретения Способ приготовления сферического катализатора для очистки газов от смеси окиси углерода и сернистого ангидрида путем обработки геля гидроокиси алюминия псевдобемитной структуры пептизатором, содержащим соли активных компонентов с дальнейшим у леводородно-аммиачным формованием массы, сушкой и прокаливанием сферических гранул, отличающий.91003881 10

с я тем, что, с целью упрощения спо-никеля, или меди или с их смесью взясоба и получения катализатора с по-тыми в количестве вес.%. вышенной активностью и стабильностью,

в качестве пептизатора.используютИсточники информации,

порошки нитратов или хлоридов меди, $принятые во внимание при экспертизе или железа, или хрома, или алюминия, 1. Авторское свидетельство СССР

или их смеси, взятые в количествеN 93243, кл. В 01 J П/Аб, IS. 1, вес.%, и смешивают получен- 2. Авторское cвидeтeльctвo СССР

ную массу с окислами хрома, или мар-№ 76296, кл. В 01 J 37/20, 1978.

ганца, или железа, или кобальта, или ю.(прототип).