Катализатор для глубокого окисления углеводородов и окиси углерода Советский патент 1983 года по МПК B01J23/889 B01D53/62 B01J23/835 

-К1 11 Изобретение относится к катализа торам для глубокого окисления угле« водородов и окиси углерода до углекислого газа и воды. В обоих случая высокая удельная активность и селен тивность дожигания углеводородов и окиси .,ёрода до двуокиси углерода и воды обеспечивает положительное решение ряда экологических проблем, связанных с охраной окружающей ере ды: уничтожение вредных выбросов в атмосферу примесей углеводородов и окиси углерода в отходящих газах химических производств, дожигание выхлопных газов в двигателях внутреннего сгорания. -Известен катализатор для глубоко окисления окиси углерода и углеводо родов , содержащий окиси переходных металлов: окись хрома и окись кобальта на носителе-кремнеземной пли те t1 3 при следующем содержании компонентов, весД: Окись хрома Окись кобальта 20-23 НосительОстальное Известный катализатор обладает высокой активностью() в дожигании метана в интервале температур ЗОО-+ОО С, однако обладает сравнительно малой удельной поверхностью (,12-20 ) и относительно низкой эффективностью использования активного компонента, в частности окиси кобальта, которая распределена по всему объему катализатора. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является катализатор для глубокрго окисления угле.водородов и окиси углерода, содержащий окись переходного металла: окись хрома и двуокись олова при следующем содержании компонентов, мол:..%: окись хрома 1,0-90,0, двуокись олов остальное t23. I: . К недостаткам известного катализатора следует отнести недостаточную активность катализатора. Так, например, конверсия циклогексена в присутствии известного катализатора содержащего 60 мол .% двуокиси олова и 0 ноп.% окиси хрома, при «ОО составляет , конверсия циклогексана - 39, конверсия окиси углерода при - 52,6. . Цель изобретения - повышение активности катализатора. 8 Для достижения поставленной цели предложен катализатор для глубокого окисления углеводородов и окиси углерода, содержащий окись переходного металла - окись кобальта или марганца, двуокись олова и дополнительно окись железа, при следующем содержании компонентов, мас.: Окись кобальта 0,5 - 10,0 или марганца 31,5 - 3«,8 Окись железа Остальное Двуокись олова Отличительными признаками являются содержание в качестве окиси переходного металла окиси кобальта или марганца, дополнительное содержание окиси железа и соотношение компонентов. Катализатор обладает повышенной активностью. Так, например, конверсия циклогексана при 00°С в присутствии катализатора, содержащего 32-3 мас.%, окиси железа, 5-10 мас.% окиси кобальта или марганца, двуокись олова остальное, составляет 80-9б, конверсия циклогексена 98-100,конверсия окиси углерода при 300 С 57 Катализатор готовят в две стадии, получая на первой из них смесь окислов олова и железа путем соосаждения аммиаком при рН 8 гидроокисей этих металлов с последующим их прокаливанием в токе воздуха при 600-650°С. Далее пропиткой прокаленной смеси окислов олова и железа солями кобальта или марганца с последующим прокаливанием в токе воздуха при 600-650°С готовят трехкомпонентные катализаторы. Железооловянная матрица, использованная для нанесения окислов переходных металлов, обладает высокой устойчивостью к рекристаллизационным процессам, что обеспечивает высокую устойчивость катализаторов к возможным перегревам в ходе окислительных процессов. Как показали данные рентгенострук-,турного анализа трехкомпонентных катализаторов после их использования в окислительных процессах для них не наблюдается рекристаллизации окйсных компонентов, размер кристаллитов которых остается неизменным. Пример 1. Приготовление 10% кобальтсодержащего катализатора осуществляют по следующей методике. .,Растворяют соли 609 Л г SnCl45HjO 1 702,5 г Fe(N03)v9H20 в одном литре воды каждую.Соосаждают при перемеши вании гидроокиси олова и железа 25% раствором аммиака при рН 8. Для поддержания постоянства рН к раствору солей олова и железа добавляют 10 раствора нитрата аммония. Оставляют оса док в маточном растворе на чего отделяют центрифугированием. Промывают осадок водой до отрицательной реакции на хлор-ион. Осадки высушивают на воздухе при 100-120 0 в течение 5 ч, гомогенизируют на шаровой мельнице, а затем прокалива в токе воздуха при 600 С в течение 10 ч. ПолучаютtOO г смешанного железо оловянного катализатора, который да лее используют для получения трехкомпонентного контакта. Для этого растворяют 3,9г Со(МОз) в 7 мл воды и этим раствором пропитывают 10 г железооловянного окисного катализатора, полученного по методи ке, описанной выше. Упаривают раствор с катализаторо на водяной бане, после чего катализатор прокаливают 10 ч в токе воздуха при . Получают 11 г желе зооловянного окисного катализатора, промотированного поверхностно 10 масД окиси кобальта. Удельная поверхность катализатор определяемая по низкотемпературной адсорбции азота, составляет 35 Состав-катализатора, мас.: окись кобальта 10,0; окись железа 31,5; двуокись олова остальное до 100. Пример 2. Приготовление : 0,5% марганцевого катализатора осу; цествляют по следующей методике. . Растворяют 0,2 г Мп(МОз)26 Н20 в 7 мл воды и этим раствором пропитывают 10 г х елезооловянного окис. ного катализатора, полученного по методике, описанной в примере 1. Упаривают раствор с катализатором на водяной бане, после чего 1 катализатор прокаливают в токе воздуха 10 ч при 600°С, Получают 10,5 г железооловянного окисного катализатора, промотированного 0,5 мас.% окислов марганца,с удельной поверхностью 38 . Состав катализатора, мас.%: двуокись марганца 0,5; окись железа 3,8; двуокись олова остальное до 100. Пример 3. Окисление циклогексана проводят в импульсной проточной установке на железооловянных катализаторах, промотированных окислами марганца,.полученных по методике, описанной L примере 2. Навеска катализатора 0,13 г. Мольное отноше- ние циклогексан-. кислород 2:5. Пример . Окисление циклогексана проводят в условиях, аналогичных примеру 3. Катализатор - железооловянный, промотированный окислами кобальта (0,13г)/-по методике, описанной в примере 1. Пример 5. Окисление циклог«ксена проводят в импульсной проточной установке на железооловянных катализаторах « промотированных 5 мас.% окислов кобальта и марганца. Навеска катализаторов 0,02 г. Мольное соотношение циклогенсен-кислород 2:5Пример 6. Окисление метана проводят в проточно-циркуляционной установке на железооловянных катализаторах, лромотированных 5 мас.%окислов кобальта и марганца. Скорость подачи газа 25 л/ч при содержании метана в воздухе 1 об.IS. Навеска катализаторов 1,0 г. Пример 7. Окисление окиси углерода проводят в проточно-циркуляционной установке на железооловянных катализаторах, промотированных 5 вес.% окислов кобальта и марганца. Скорость подачи газа ,25 л/ч при содержании окиси углерода « х(ь ..1 В воздухе 1 об.%. Навеска катализатора 1г. В таблице представлена характеристика предлагаемых катализаторов по .примерам.

КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ГЛУБОКОГО ОКИСЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ И ОКИСИ УГЛЕРОДА, содержащий окись переходного металла и двуокись олова, о тличающийся тем, что, с целью повышения активности катализа тора, он содержит в качестве окиси переходного металла окись кобальта или марганца и дополнительно окись, железа при следующем содержании компонентоа масД: Окись кобальта или марганца 0,5 10,0 , Окись железа 3115 3,8 Двуокись олова Остальное