Способ регенерации катализатора на основе дифторида никеля Советский патент 1983 года по МПК B01J27/32 

IND

4 Изобретение относится к регенерации катализаторов на основе соединений никеля, в частности, катализаторов на основе дифторида никеля и может быть использовано при получении фторидов редких металлов (хрома, молибдена, вольфрама, урана.) Известен способ регенерации никелев го катализатора путем нагревания отработанного катализатора до получения однородной массы с последующей обработкой полученной.массы водяным раствором едкого натра, а затем серной кислотой при нагревании f 1 . Наиболее близким к предлагаемому является способ регенерации катализатора на основе соединений никеля, заключающийся в растворении отработанного катализатора в кипящей 60- 65%-ной азотной кислоте в течение 35 ч, осаждении карбонатного соедине ния никеля содой с последующим отделением, промывкой и высушиванием осадка. Полученный осадок восстанавливают водородом с получением регенерированного катализатора 23. Недостатки этого способа - необхо димость использоваЕ1ия кипящих концен трированнЕЛХ растворов минеральных кислот, малая скорость процесса отработанный катализатор на основе дифторида никеля растворяется в кипящей концентрированной азотной кислоте за 5ч на 5-15%, сильная агрессивность реакционной смеси, обусловленная наличием фтористых соедине ний в растворимой и газообразной фор-: ме, что требует специальной коррозионностойкой аппаратуры. Цель изобретения - упрощение способ. Указанная цель достигается способом регенерации катализатора на ос нове дифторида никеля, заключающимся в предварительном пирогидролитичес о разложении отработанного катализатор при- 400-700°С в токе паро-воздушной смеси при парциальном давлении паров воды 2-100 кПа с последующим раствор нием катализатора в минеральной кисл те, осаждением карбонатного соединения никеля содой и .фторированием. Процесс пирогидролитического разл жения проводят в горизонтальном обог реваемом реакторе из никеля или квар цевого стекла в изотермическом режим при 400-700°С в токе паро-воздушной смеси с парциальным давлением паров воды 2-100 кПа. В этих условиях парл воды взаимодействуют с дифторидом никеля. Продуктами взаимодействия яв ляются газообразный фтористый водород и твердый оксид никеля. Пирогидролиз протекает практически нацело за 0,3-2,0 ч. Оксид никеля растворяют затем в минеральных кислотах. При использова НИИ 5-20%-ных NCI (т:ж 1:5-15) процесс протекает на холоду за 1-5 ч. Полученный раствор отделяют от механических примесей и нерастворимого остатка. Из очищенного раствора с помощью соды осаждают основной карбонат никеля. Пии этом растворимые при- , меси остаются в растворе. Осадок промывают разбавленным раст вором бикарбоната аммония и высушивают при 80120°С. Полученный продукт фторируют элементарным фтором при 150-200°С, а затем обрабатывают при 300-500°С в токе инертного газа для уменьшения гигроскопи 1нЬсти. Удельную поверхность исходных, отработанных, регенерированных катализаторов (S)измеряют методом БЭТ. Содержание примесей в образцах контролируют методами химического и рентгеновского анализа. Испытание каталитической активности регенерированных катализаторов проводят на примере фторирования триоксида вольфрама при 220°С, давлении фтора 100 кПа, массовом отношении катализатора к WOj равном 0,5. Характеристикой каталитической активности служит отношение каталитического фторирования WO к скорости некаталитического фторирования. Пример. Отработанный катализатор на основе NiFg (навеска 1 г), которлй полностью потерял свою каталитическую активность, подвергают пиролитическому-разложению при 400°С и парциальном давлении паров воды 2 кПа в течение 2 ч. Продукт - NiO растворяют при комнатной температуре в 20%ной азотной кислоте. Из раствора содои осаждают основной карбонат никеля , который после высушивания фторируют, элементарным фтором при 150°С и обрабатывают в атмосфере азота при 30-0°С. Регенерированньй катализатор испытывают в процессе фторирования триоксида вольфрама. Катешитичеекая активность регенерированного катализатора равна 45. П р и м е р 2. Аналогичный образец отработанного катализатора подвергают пиролитическому разложению при 700°С и парциальном давлении паров воды 100 кПа в течение 20 мин. Оксид никеля растворяют в 15%-ной хлористоводородной кислоте. Последующие операции проводят аналогично примеру 1. Примерз. Отработанный катализатор на основе NiFj с содержанием примесей фторидов Na и К 2,0% подвергают пиролитическому разложению при 600°С и парциальном давлении паров воды 50 кПа в течение 40 мин. Последующие операции проводят аналогично примеру 1. П р и м е р 4. Отработанный катализатор на основе NiF2 с содержанием

примесей фторидов Na и К 1,0 мае.% подвергают пиролитйческому разложению при и парциальном давлении па-. ров воды 10. кПа в течение 1 ч. Последующие операции проводят аналогично примеру 2,vP

Приме р5. Отработанный катализатор на основе NIF с содержанием примесей фторидов Na и К 1,0 мас.% (навеска 2 г) подвергают регенерации, согласно известного способа. Раство--10 рение проводят в кнпя11|ей 60-65%-ной HNO в течение 35 ч., при этом вскрытие происходит на 90%. Затем после отделений нерастворенного остатка из раствора в течение 2 ч отгоняют избыточную HNO и соединения фтора до остаточной кислотности 10 мас.%. Из раствора содой осс1ждают основной карбонат . Последующие операций проводят аналогично примеру 1.

Режимы пироЛитического разложения и результаты испытания активности катализатора на основе дифторида никеля согласно известному и предлагаемому способа приведены в таблице.

Ю in

ПгЧ

-n

«s

СПОСОВ РЕГЕНЕРАЦИИ КАТАЛИЗАТОРА НА ОСНОВЕ даФТОРИДА НИКЕЛЯ; вклк 4с1киций растворение катализатора в минеральной кислоте и осаждение карбонатного соединение никеля содой, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, катализатор предварят,ельно подвергают пи1Ьогидролитическому разлбжению при 4РО-700 С в токе паровоздушной смеси при пар циальном давлении паров воды 2 ЮОкПа, а полученное карбонатное , соединение никеля фторируют. W с

о

r00o o

о (S

r m

Ш a.

о r

in r1Л

Г r.

00

г

о

о о

о

ri

1Л

о

о о о о о «о in 1

h

b

« г

I,

г

N

V

М

in

N

%

«ч П

о

I I

Р) Н

sue

0) 3 in а X

.71011240 .

Предлагаекий способ регенерацииной концентрации процесс растворения

катализатора на осноЬе дифторида ни-ведут при комнатной температуре скокеля по сравнению с иэвестньм имеетрость растворения в 5-7 раз больше,чем

следующие преимущества используютсяв известном способеfне требуется .спе шнер«1льные кислоты (HNOji/HCl) умерен--циальной кррознонностойкой аппаратуры,