Способ утилизации отработанных жидкофазных катализаторов для очистки газов Советский патент 1984 года по МПК B01J37/00 B01J23/78 

11

Изобретение относится к технологии переработки катализаторов, потерявших свою активность, в частности к технологии переработки жидкофазных катализаторов, состоящих из, водных кислых растворов солей металлов и предназначенных для очистки отходящих газов от двуокиси серы, окисления фосфинов и сульфанов, и может быть использовано в цветной и черной металлургии, химической и газовой промышленности, -энергетике.

Известен способ утилизации отработанных жидкофазных катализаторов для очистки газов, состоящий из сернокислого водного раствора железохелатного комплекса и сульфата железа, путем охлаждения отработанного жидкого катализатора при до , отделения железокелатного комплекса. Оставшийся раствор нагревают до 80 С, выделяют кислые газы (двуокись серы) и направляют их на производство серной кислоты fij.

Недостаток способа - относительная сложность технологии: поддержание определенного значения рН, температурные перепады (охлаждение, нагревание ) .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ утилизации отработанных катализаторов для очистки газов, состоящих- из водных кислых растворов солей металлов, путем выделения медицементацией при 25°С, далее отгоняют иод при 80-99°С, затем ведут отгонку хлористого водорода при IIT-ISS C 2.

Однако известньй способ отличаетсм недостаточно высокой степенью утилизации газа и хлористого водорода.

Так, при 100%-ной степени утилизации меди известным способом степень утилизации иода и хлористого водорода составляет соответственно 67 и 76%.

Цель изобретения - повьшение степени утилизации катализаторов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу утилизации отработанных жидкофазных катализаторов для очистки газов, состоящих из водных кислых растворов солей металлов вначале из катализатора вьщеляют йод отгонкой, далее медь цементацией при 50-60 с, затем отгоняют хлористый водород.

91 , 2

Причем отгонку йода ведут при 98-107С и отгонку хлористого водорода при 107-133°С.

Предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет повысить степень утилизации катализатора. Так, согласно предлагаемому способу при 100%-ной степени утилизации меди степень утилизации иода возрастает до 90-100% и хлористого водорода до 88-96%.

Предлагаемый способ позволяет уменьшить.в 2,5-3 раза расход железа на цементацию меди при проведении ее при 50-60°С. Цементация при приводит к повышенному расходу железа, возможно из-за п-обочных взаимодействий железа с хлорид-ионами в сернокислой среде.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Отработанный жидкофазный катализатор для очистки газов, состоящий из водныхкислых растворов солей и металлов, нагревают до 98-107 0 и отгоняют иод, затем в раствор добавляют металлическое железо из расчета 0,9-1,4 г железа ня 1 г меди и при 50-60 0 ведут вьщеление меди цементацией, затем нагревают и ведут отгонку хлористого водорода при 107-133С.

Пример 1. 100 мл отработанного жидкофазного катализатора для очистки газов от двуокиси серы, содержащего, моль/л: хлорная медь 0,2; хлорное железо 0,2; соляная кислота 1,0; иодид калия 0,005; серная кислота 5,7; вода остальное, нагревают в приборе для перегонки кислот в течение Ю мин при повышении температуры от 98 до и улавливают водой выделившийся иод, затем вьщеляют медь цементацией на металлическом железе при-бО С до полного выделения меди и снова нагревают в течение 25 мин при повышении температуры от 107 до 133 С, улавливая вьщеляющийся хлористый водород водой. Вьщелившийся иод и хлористый водород определяют титрованием соответственно тиосульфатом и гидроокисью натрия. В результате вьщеляется 100% иода и 98% хлористого водорода в расчете-на исходное содержание иодид- и хлоридионов «

Пример 2. 100 мл отработанного жидкофазного катализатора для очистки газов от двуокиси серы, содержащего, моль/л: хлорная медь 0,2; хлорное железо 0,2; соляная кислота 1,0; иодид реалия 0,005; сер-ная кислота 8,3; вода остальное, нагрева ют в приборе для перегонки кислот в течение 10 мин при повышении темпера Т5ФЫ от 98 до 100°C и улавливают водо вьзделившийся иод, затем вьщеляют мед цементацией на металлическом железе при 50°0 до полного вьщеления меди и снова нагревают в течение 25 мин при повьпиении температуры от 107 до 133 С, улавливая вьщеляюпщйся хлорис тый водород водой. Выделившийся иод и хлористый водород определяют титро ванием соответственно тиосул1зфатом и гидроокисью натрия. В результате выделяется 98% иода и 89% хлористого водорода в расчете на исходное содержание иодид- и хлорид-ионов. Пример 3. 100 мл отработанн го жидкофазного катализатора для очистки газов от двуокиси серы, содержащего, моль/л: хлорная медь 0,2; хлорное железо 0,2; соляная кислота 1,0; иодид калия 0,005; серная кислота 2,4; вода остальное, нагрева ют, в приборе для перегонки кислот в течение Ю мин при повьппении темпера туры от 98 до 107С, улавливают водой вьщелившийся иод, затем выделяют медь цементацией на металлическом железе при до полного выделения меди и снова нагревают в течение 25 мин при повышении температуры от 107 до 133°С, улавливая выделяющийся хлористый водород водой. Вьщелившийся иод и хлористый водород определяют титрованием соответственно тиосульфатом и гидроокисью натрия. В ре зультате вьщеляется 90% иода и 100% хлористого водорода в расчете на исходное содержание иодид- и хлорид-ионов. Пример 4, 100 мл отработанг ного жидкофазного катализатора для очистки газов от двуокиси серы, содержащего, моль/л: хлорная медь 0,2; хлорное железо 0,2; соляная кислота 1,0; иодид калия 0,005; серная кислота 4,0; вода остальное, нагрева ют в приборе для перегонки кислот в течение 10 мин при повышении темпера туры от 98 до и улавливает водой вьщелившийся иод, затем вьщеляют медь цементацией на металлическом железе при 60 С до полного вьщеления меди и снова нагревают в течение 25 мин при повышении температуры от 107 до , улавливая вьщеляюш;ийся хлористый водород водой. Выделившийся иод и хлористый водород . определяют титрованием соответственно тиосульфатом и гидроокисью натрия. В результате вьщеляется 100% иода и 88% хлористого водорода в расчете на исходное содержание иодид- и хлорид-ионов. Пример 5. 80 мл отработанного жидкофазного катализатора для окисления фо финов и сульфанов, содержащего, моль/л: хлорная медь 0,18; хлорид натрия 5,7; иодид калия 0,04; накопившиеся серная и фосфорная кислоты 0,9; вода остальное, смешивают с 20 мл концентрированной серной кислоты и нагревают в приборе для перегонки кислот в течение 15 мин при повышении температуры от 100 до , при этом улавливают водой вьщелившийся иод. Затем вьщеляют медь цементацией на металлическом железе при до полного вьщеления меди и снова нагревают в течение 30 мин при повышении температуры от 107 до 132С улавливая вьщеляющийся хлористый водород . Вьщелившийся иод и хлористый водород определяют титрованием соответственно тиосульфатом и гидроокисью натрия. В результате , вьщеляется 90% иодида и 89% хлористого водорода в расчете на исходное содержание иодид- и хлорид-ионов. . . Пример 6. 50 мл жидкофазного катализатора для окисления фосфина и сульфана, содержащего, моль/л: хлорная медь 0,16; иодид калия 0,00427. серная кислота 0,759; хлорид натрия 4,379; вода остальное, помещают в реактор, через который с объемной скоростью 200 Ч пропускают карбидный ацетилен, содержащий 0,2 об.% примесей фосфина и сульфана. Медь(II) окисляет эти примеси до серной и фосфорной кислоты, при этом восстанавливается до меди (I). Один объем раствора очищает 700 объемов ацетилена, затем раствор регенерируют кислородом, продувая воздух с объемной скоростью 15 .Кислород окисляет медь (I) до меди (II). Регенерированный катализатор вновь очищает ацетилен, окисляя фосфин и сульфан до фосфорной и серной кислот, которые накапливаются в составе жидкофазного катализатора. Накопление больших коли1109честв серной и фосфорной кислот в составе катализатора снижает активность, и катализатор в реакторе заменяют свежим. Отработанный катализа-. тор, содержащий, моль/л: хлорная медь 0,16; Иодид калия 0,004; хлоТаблица 1 191 / рид натрия 4,379; накопившиеся серная и фосфорная кислоты 9; вода остальное, утилизируют либо согласно известному, либо согласно предлагаемому способам. Результаты приведены в табл. 1.

1. СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ОТРАБОТАННЫХ ЖИДКОФАЗНЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ, состоящих из водных кислых растворов солей металлов, включающий вьщеление меди цементацией, отгонку иода и отгонку хлористого водорода при повьппенной температуре, отличающийся тем, что, с целью повьшения степени утилизации катализаторов, вначале из катализатора ввделяют иод отгонкой, далее медь цементацией при 50-60 С, затем отгоняют хлористый водород. 2. Способ по П.1, отличающийся тем, что отгонку иода ведут при 98-107С и отгонку хлористого водорода при 107-133С. (Л 9О со