Способ приготовления катализатора для окисления диоксида серы Советский патент 1984 года по МПК B01J37/04 B01J23/22 

00

Од

сд 1. Изобретение относится к пригото лению катализаторов для окисления диоксида серы. Известен способ приготовления к тализатора для окисления диоксвда серы, заключающийся в смешении активного компонента, состоящего из пятиокиси ванадия и сульфатного соединения калия, с носителем и связующим, в качестве которого используют водный раствор алюмохромофосфата, содержащего 1-4% от веса катализатора при соотношении АЕ-гОс /СгаО 0,2-2 с последующим формованием, сушкой и прокаливанием 1 . Катализатор, полученный данным способом, обладает недостаточно высокой механической прочностью (3,5 кг/см длины) и стабильностью (снижение активности составляет 5-7% за 50 ч работы). Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и дос тигаемому результату является способ приготовления катализатора для окисления диоксида серы, заключающ ся в смешении ванадата калия, серной кислоты, нефелинового антипире на и носителя, полученного сушкой гиДрокремнегеля, с последующей фор мовкой, сушкой при 120С в течение 2 ч и прокаливанием при 500°С в те чение 2 ч С2. Катализатор, полученньй известным способом, обладает недостаточно высокой механической прочностью (3,6-3,9 кг/см длины), снижение ак тивности катализатора через 50 ч работы составляет 5-9%. Цель изобретения - получение ка тализатора с повьшенной механической прочностью и стабильностью. Указанная .цель достигается тем, что согласно способу приготовления катализатора для окисления диоксида серы, заключающемуся в смешении ванадата калия, серной кислоты,нефелинового антипирена и носителя, полученного сушкой гидрокремнегеля с последующей формовкой, сушкой и прокаливанием, нефелиновый антипирен вводят в гидрокремнегель перед его сушкой в количестве 2-7 мас.% по отношению к сухому диоксиду кре ния. Получение гидрокремнегеля описы вается следующей реакцией: 5I + бМНцОН - бМНцР + + , . 4Н20. Осажденный гидрогель диоксида кремния фильтруют и отмывают от примеси фтористого аммония . Для получения белой сажи гидрокремнегель подвергают сушке в распылительной сушилке при 150-1000°С. При этом химически связанная вода из гидрокремнегеля удаляется и получают диоксид кремния с развитой внутренней поверхнрстью. Введение нефелинового антипирена в гидрокремнегель до его сушки приводит к прививке молекул антипирена к поверхности диоксида кремния, что обеспечивает устойчивость его структуры и, следовательно, стабильность катализатора на его основе. Введение антипирена в водную суспензию гидрокремнегеля с последующей сушкой обеспечивает бодее равномерное смешение компонентов, что приводит к повьш1ению стабильности катализатора. Модифицированный таким образом носитель смешивают с ванадатом калия и серной кислотой, формуют полученную катапизаторную массу, сушат при 2 ч и прокаливают при 2ч. Получают катализатор следующего состава, мас.%: Пентаоксид ванадия 8 Пиросульфат калия 34 Носитель t Остальное Полученный катализатор испытьшают в процессе окисления диоксида серы на стандартной проточной установке при , объемной скорости 4000 с, концентрация SO в газе 10 об. %./ Стабильность катализатора определяют путем измерения каталитической активности через 6 и 50 ч испытания. Механическую прочность определяют на экстензометре путем фиксации разрушающего усилия по образующей цилиндрической гранулы катализатора длиной 1 см. ч Пример 1. В реактор осаждения (или отмывки) гидрокремнегеля (модуль суспензии Т/Ж 1/12, плотность 1 ,045 г/см, объем 1,25 м) при перемешивании пропеллерной мешалкой (180 об/мин, 10 мин) вводят 52 кг нефелинового

3.

антипирена. Затем суспензию подают на распылительную сушилку. Температура материала при сушке 200С .

После сушки получают дисперсный (размер частиц 200 мк, удельная поверхность 30 м/г) модифицированный диоксид кремния с содержанием антипирена 4 мас.%.

Модифицированный диоксид кремни используют в качестве носителя.

Для получения катализатора 58 г носителя смешивают с 49 мл о-ванадата калия (концентрации 237 г/л) и 25 мл серной кислоты 94%-ной концентрации, добавляют поверхностноактивное вещество в количестве 1 % в пересчете на готовый катализатор. Полученную катализаторную массу формуют экструзией 2ч, сушат при , прокаливают 2 ч при .

Получают катализатор следующего состава, мас.%:

YzOe 8

, 34

Носитель 58

Пример 2. Катализатор готовят аналогично примеру 1, но в гидрокремнегель вводят 78 кг антипирена. Получают диоксид кремния с содержанием 6 мае. % нефелинового антипирена.

На основе полученного носителя аналогично примеру 1 готовят катализатор .

31654

Пример 3, Катализатор получают описанным в примере 1 способом, но в качестве носителя используют диоксид кремния, содержащий , 2 мас.% нефелинового антипирена, который получают добавлением 26 кг нефелинового антипирена к гидрокреннегелю и сушкой его.

Пример 4 . Катализатор 10 получают описанным в примере 1 способом, но в гидрокремнегель вводят нефелиновый антипирен в количестве 7 мас.% .

Катализаторы, полученные в примерах 1-4, испытывают в процессе окисления диоксида серы.

Результаты испытания представлены в таблице (для сравнения представлены результаты испытания катализатора, полученного известным способом) .

Как следует из представленных данных, введение нефелинового антипирена в состав носителя в количестве 2-7 мас.% приводит к повышению стабильности катализатора, характе-ризующейся снижением активности за 50 ч испытаний на 0,5-2,1%, а также к увеличению механической прочности на сжатие до 4,1-6,4 кг/см, что, в свою очередь, приводит к увеличению срока эксплуатации катализатора в промьшшенных контактных системах в 1,5-1,8 раза.

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ДИОКСИДА СЕРЫ путем смешения ванадата калия, серной кислоты, нефелинового антипирена и носителя, полученного сушкой гидрокремнегеля, с последующей формовкой, сущкой и прокаливанием, отличающийся тем, что, с целью получения катализатора с повышенной механической прочностью и стабильностью, нефелиновый антипирен вводят в гидрокремнегель перед его сушкой в количестве 2-7 мас.% по отношению к сухому диоксиду кремния. g