Способ приготовления рутениевого катализатора для очистки отходящих газов от примесей Советский патент 1983 года по МПК B01J37/02 B01J23/46 

Изобретение относится к технологии получения катализаторов, содер-. жандих рутений i на носителе, используемых для реакций окисления-восстановления, например для очистки выхлопных газов от вредных примесей.

Известен способ приготовления рутениевого катализатора на носителе например активированном угле или окиси алюминия, путем смешения водного раствора рутената калия с носителем при 50-60 С с последующим восстановлением водородом при 30-80 С и давлении 10-20 атм в щелочной срё данного способа характерна i

недостаточная глубина проникновения рутения в гранулы носителя около 100 мкм, что в случае использования крупных гранул катализатора приведет к необходимости дополнительных операций измельчения носителя перед пропиткой с последующим формированием таблеток. : . .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ приготовления рутениевого катализатора для очистки отходящих газов от примесей путем обработки-мтропитки носителя - J -окиси ал12миния соединен ем рутения, в качестве которого используют водно-спиртовой раствор гидроксохлорида рутения, упаривания, всюстановления катализаторной массы водородом при , отмывки восстановленного катализатора бидистнллятом при 6б°С до. полного отсутствие ионов хлора и повторного восстановления отмытого ,катализатора водородом при 237;

К недостаткам известного способа можно отнести большую его трудоемIкость, так как необходимо проводить .операции пропитки, упаривания, восстановления катализатора,а при необходимости приготовления крупногра нулированного катализатора требуется еще и операция таблетирования. Каждая операция требует aajpaT времени и специфического оборудования.

Дяя приготовления известного катализатора требуется около 8 ч. ..

tteitb изобретения является упрощкч №«к способа получения катализатора

цель достигается тем, что свряасно способу приготовления рутен вого катализатора для очистки

отходящих газов от примесей путем обработки носителя -у-окиси алюминия соединением рутения, с последующим восстановлением водородом, в качестве соединения рутения используют четырех окись рутения, пропуская через слой носителя смесь паров четырехокиси рутения и двуокиси азота, взятых в объемном соотношении 1 :100 - 1:200, :

с последующим разложением образовавшегося нитррзонитратного компле КС а рутения при 150-300 0.

Способ осуществляется следующим образом.

Через слой носителя - Г-окиси алюминия с размером гранул 1,6-2,5 мм при. комнатной температуре пропускают смесь паров четырехокиси рутения и двуокиси азота, взятых в

объемном соотношении 1:100 - 1:200, со скоростью 1 л/мин- в течение 10ч. Затем носитель р образовавшимся на нем нитрозонитратнум комплексом рутения кирпично-красного цвета прокаливают при -5 -3QQ°C в течение 2,5ч до образования двуокиси рутения и восстанавливают водородом при 00°С в течение З- ч до металлического рутения.

П р и мер 1. В стеклянную колонку помещают 1 г -окиси алюминия с размером гранул .2 мм. Паток воздуха,, содержащий четы- 1 рехокись рутения и двуокись азо-.

та в соотношении 1 :200, пропускают через .слой носителя при 22°С со скоростью 1 л/мин в течение 10 ч. Образовавшийся полупродукт извлекают из колонки и прокаливают при

220С в течение ч. Полученный катализатор содержит Н,6 мас. двуокиси рутения.,

Двуокиеь рутения восстанавливают водородом при в течение 3- ч до металлического рутения. Катализатор содержит 8,9 мас. металлического рутения.

, Пример 2. В стеклянную ко, лонку помещают 1 г гокиси алюминия с размером гранул 2 Мм. Поток воздуvxa, содержащий четырехокись рутения :и двуокись азота в соотношении 1:Т50 пропускают через слой носителя при 5 со скоростью 1 л/мин в течение 10 ч. Рбразовавшийся полупродукт извлекают из колонки И прокаливает при 8 течение 6 ч. Полученный катализатор содержит 11,6 масД двуокиси рутения. Двуокись рутения восстанавливают водородом при в течение З- ч до металлического рутения. Катализатор содержит 8,9 мае.% металлического рутения. . П р и м ё р 3. В стеклянную Кблонку .помещают 1 г Jf -окиси алюминия с размером гранул 1,6-2,5 мм..При комнатнойтемпературе через , слой носителя пропускают поток возд ха, содержа|ций четырехокись рутений и двуокись азота при соотношении / 1:100, со скоростью 1 л/мин в течени 10 ч. Затем носитель с образовавшимс на нем рутений содержащим соединением кирпично-красного цвета извлекают из колонны и прокаливают при в течение 2,5 ч. Полученный катализатор содержит до 1 l ,6 мае. % двуокиси,рутения. Двуокись рутения восстанавливают водородом при в течение до металлического рутения. Катализатор содержит 8,9 мае.% металлическог рутения, Образцы носителя и полученного катализатора подвергают термогравиметрическому анализу, проводимому при .температурах от комнатной до .. Результаты термогравиметрического анадиза приведены в таблице. Й -окись алюминия, содержащая 18-20 адсорбированной воды, хорошо сор(3ирует двуокись азота (55 мг/г„ А120з) Присутствие в газовом четырехокиси рутения увеличивает Ьор цию окислов азота в 2 раза. На поверхности ив лораху-окй си алюминия происходит реакция об{}а зования нитрс зонитрата рутения, например Ru04-«-4w62HHjH,(NO) (Н0,)з1- Нитрозонитрат рутения имеет кирпичио-красную окраску и равномерно распределен по всему объему гранулы сорбента. Он разлагается при температуре около с образованием двуокири рутения. Остаточное содержание двуокиси рутения 146 мг/г Al20 или 110 лг/г пересчете на рутений. По уравнению- реакции стехиометриЧеское соотношение четырехокиси руте ния и двуокиси азота 1:4. Однако,как видно из таблицы, отношение адсорбированного рутения к двуокиси азота 1:20. Необходимо также создание кзбьп ка потока двуокиси азота для обеспечения полноты осаждения четырехокиси рутения. Кроме того, регулировка столь малых потоков двуокиси азота представляет известную трудность. Поэтому соотношение потоков четырехокиси рутения и двуокиси азота поддерживают в пределах 1:100-1: 00. Результаты Термогравиметрического анализа показывают, что разложение нитрозонитрата происходит при 150 С. Для полноты разложения нагрев ведется до . Полученный катализатор был испытан в процессе очистки газов от четырехокиси рутения, при этом степень превращения четырехокиси рутения в колонке длиной 10 см при 300°С составила 99,99%. Таким образом, предлагаемый способ снижает количество операций при приготовлении катализатора, количество реагентов и объем оборудования, что экономит производственные площади. Время процесса снижается в 4 раза (составляет 12ч), Все это упрощает процесс, снижает трудозатраты. Кроме того, рутений более равномерно распределяется по всему объему носителя

Начальный вес, мг

Вес после сорбции, мг

Привес, мг

354

399 245

Потеря веса при нагреве, мг

Относительная потеря веса, мг/г А1,0

из них,: вода, мг

двуокись азота

остаток мг/г

Jf - AirtО двуокис

рутения

температура максимальной потери

100 веса, С

Продолжение таблицы

255

1197

192 1005

- Й5