Катализатор для конвенсии оксида углерода Советский патент 1989 года по МПК B01J23/86 C01B3/16 

Изобретение относится к катализаторам для конверсии оксида углерода и может быть использовано для синтеза аммиака и водорода.

Целью изобретения является повышение стабильности катализатора к температурным и механическим нагрузкам за счет содержания нового компонента в определенном массовом отношении к одному из компонентов и нового соотношения компонентов.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. В раствор сульфата железа (с концентрацией 250 г/л FeS04), взятый в количестве 0,345 л (соответствует 91 г оксида железа ), вводят 24 г сульфата титана.

К полученному раствору добавляют раствор углекислого аммония (20%) до ,0-7,5. Образовавшийся осадок отфильтровывают, промывают, просушивают и прокаливают при температуре 450°С, затем смешивают с хромовым ангидридом (9,2 г) и углекислым калием (0,44 г) в присутствии воды с образованием густой пасты. Пасту экструдируют в гранулы, которые сушат и прокаливают при температуре 450°С.

Состав катализатора, мас.%: Сг203 7,0; К20 0,3; TiOz 1,0; остальное. Отношение Ti : К 4,8.,

Пример2. В раствор сульфата железа, взятый р количестве

ь 00 N9 N5

0,34 л (соответствует 89 г железа), вводят 7,2 г сульфата титана. К приготовленному раствору добавляют раствор углекислого аммония (20%) до получения нейтральной среды. Осадок отфильтровывают, промывают, сушат, прокаливают (430 С), затем смешивают с хромовым ангидридом (9,0 г) и углекислым калием (1,47 г) в присутствии воды с образованием густой пасты. Пасту экструдируют в гранулы. Последние сушат и прокаливают при температуре 430°С.

Состав катализатора, мас.%: Сгг03 15 и титана в пересчете на оксиды, до- 7,0; КгО 1,0; Ti04 3,0; Fe203 осталь- бавляют раствор карбоната аммония до ное. Отношение Ti : К 4,3.

ПримерЗ. В раствор нитрата железа в количестве 0,3 л (соответстрН 7,0. Осадок отфильтровывают, промывают, просушивают, прокаливают, затем смешивают с хромовым ангидрирН 7,0. Осадок отфильтровывают, промывают, просушивают, прокаливают затем смешивают с хромовым ангидривует 90,0 Рег03) вводят 2,4 г сульфа- О дом (д,2 г) и едким калием (1,2 г)

та титана, который осаждают аммиачной водой (25%-ной) при одновременном сливании растворов при ,5- 7,5..Осадок отмывают, просушивают, прокаливают и смешивают с хромовым ангидридом (9,1 г) и едким кали (1,2 г) в присутствии воды с образованием пасты. Пасту просушивают размалывают до порошка, прессуют в таблетки, которые прокаливают при 400°С.

Состав катализатора, мас.%: Сг203 7,0; КгО 1,0; Ti02l,0; Fe203 остальное. Отношение Ti Г К 1,43.

Пример 4. В раствор нитрата

25

30

I- присутствии воды. Полученную паст экструдируют в гранулы, которые про сушивают и прокаливают, как в приме рах .

Состав катализ атора, мас.%: 7,0; К20 1,0; TiO 1,2; остал ное. Отношение Ti : К 1,7.

Пример. В раствор сульфата железа, взятый в количестве 0,35 (соответствует 90 г оксида железа), вводят 1,44 г сульфата титана. К пр готовленному раствору добавляют раствор углекислого аммония (20%) до получения нейтральной среды. Оса

Пример. В раствор сульфата железа, взятый в количестве 0,35 (соответствует 90 г оксида железа), вводят 1,44 г сульфата титана. К при готовленному раствору добавляют раствор углекислого аммония (20%) до получения нейтральной среды. Осажелеза в количестве 0,3 л (соответст- 35 док отфильтровывают, промывают, сувует 88 г оксида железа) вводят 7,2 г сульфата титана, который осаждают раствором карбоната аммония (20%). Осадок отфильтровывают, промывают, просушивают и прокаливают, как ъ40

примерах 1-2. Порошок смешивают с хромовым ангидридом (8,9 г) и гидроксидом калия (1,02 г).в присутствии воды. Пасту экструдируют в гранулы, сушат, прокаливают, как в примерах 1-3.

шат, прокаливают (400°С), затем смешивают с хромовым ангидридом (9,0 г и углекислым калием (1,25 г) в присутствии воды с образованием густой пасты. Затем-пасту экструдируют в гранулы. Последние сушат и прокалив ют при 450°С.

Состав катализатора, мас.%:

45 Сг20э 7,0; К20 0,85; TiO-г 0,6; Fe203

остальное. Отношение Ti : К 1,0.

Состав катализатора, мас.%: Cr20 7,0; К20 0,85; Ti02 3,0; Fe203 остальное. Отношение Ti : К 5,0.

Пример 5. В раствор сернокислого железа, взятый в количестве 0,34 л (соответствует 90 г оксида железа), добавляют сульфат титана в Количестве 3,6 г, который осаждают

газообразным аммиаком ( Осадок отфильтровывают, промывают, .просушивают, прокаливают. Порошок

смешивают с хромовым ангидрилом

(9,0 г), углекислым калием (0,75 г в присутствии воды. Полученную массу экструдируют в гранулы, сушат, прокаливают, как в примерах 1-3.

Состав катализатора, мас.%: Сг203 7,0; К20 0,5; ТЮг 1,5; остальное. Отношение Ti : К 4,3.

П р и м е р 6. Приготавливают раствор сульфатов железа и титана из семиводного сульфата железа - отхода производства титановых белил. В полученный раствор, содержащий соответственно 91 и 0,34 г железа

и титана в пересчете на оксиды, до- бавляют раствор карбоната аммония до

рН 7,0. Осадок отфильтровывают, промывают, просушивают, прокаливают, затем смешивают с хромовым ангидридом (д,2 г) и едким калием (1,2 г)

I- присутствии воды. Полученную пасту экструдируют в гранулы, которые просушивают и прокаливают, как в примерах .

Состав катализ атора, мас.%: 7,0; К20 1,0; TiO 1,2; остальное. Отношение Ti : К 1,7.

Пример. В раствор сульфата железа, взятый в количестве 0,35 л (соответствует 90 г оксида железа), вводят 1,44 г сульфата титана. К приготовленному раствору добавляют раствор углекислого аммония (20%) до получения нейтральной среды. Осадок отфильтровывают, промывают, сушат, прокаливают (400°С), затем смешивают с хромовым ангидридом (9,0 г) и углекислым калием (1,25 г) в присутствии воды с образованием густой пасты. Затем-пасту экструдируют в гранулы. Последние сушат и прокаливают при 450°С.

лы

Состав катализатора, мас.%:

Сг20э 7,0; К20 0,85; TiO-г 0,6; Fe203

остальное. Отношение Ti : К 1,0.

ПримерЗ. В раствор нитрата железа в количестве 0,3 л (соответствует 88 г оксида железа) вводят 2,15 г нитрата титана, который осаждают раствором карбоната аммония (20%). Осадок отфильтровывают, промывают, просушивают и прокаливают, как в примерах 1-2. Порошок смешивают с хромовым ангидридом (8,9 г) и- гидроксидом калия (I,2 г) в присутст- вии воды. Пасту экструдируют в грану-

, сушат, прокаливакт, как в примеСостав катализатора, мас.%: Сг203 7,0; К20 1,0; Ti02 1,0; Fe203 остальное. Отношение Ti : К 1,42.

П р и м е р 9. В раствор сульфата железа (с концентрацией 250 г/л FeSO.), взятый в количестве 0,345 л (соответствует 91 г оксида железа Fe203) , вводят 1,69 г оксалата титана, который затем осаждают раствором карбоната аммиака (20%). Осадок фильтруют, промывают, просушивают и прокаливают, как в примерах 1-2. Порошок смешивают с хромовым ангидридом (8,9 г) и гидроксидом калия (1,2 г) в присутствии воды.Пасту экструдируют в гранулы, сушат, прокаливают, как в примерах 1-3.

Состав катализатора, мас.%: Сг203 7,0; К20 1,0; Ti02 1,0; Fe203 остальное. Отношение Ti : К 1,42.

Пример 10 (запредельные значения). В раствор сульфата железа, содержащий 93 г оксида железа, вводят 2,4 г сульфата титана, который затем осаждают раствором углекислого аммония, смешивают с хромовым ангидридом (6,6 г) и углекислым калием (0,3 г). Далее - как в примерах 2-3.

Состав катализатора, мас.%: Сгг03 5,0; КгО 0,2; Ti02 1,0; Fe203 остальное. Отношение Ti : К 7,1.

Пример 11. В раствор сульфата железа, содержащий 83 г железа, вводят 2,4 г сульфата титана. Проводят осаждение раств ором углекислого аммония. Осадок отфильтровывают, промывают, сушат, прокаливаг

ют, как в примере 1, затем смешивают с хромовым ангидридом (19,7 г) и углекислым калием (2,94 г) в присутствии воды. Далее - как в примерах 1-2

Состав катализатора, мас.%: Сг203 15,0; К20 2,0; Ti02 1,0; Fe,03 остальное. Отношение Ti : К Ъ,7.

Пример 12. В раствор сульфа40 в таблетки, которые прокаливают при температуре 400 С.

Состав катализатора, мас.%: Сг-,0 5,0; К20 1,0; Ti02 1,0; Fe203 93,6 Отношение Ti : К 1,43.

45,

Пример 15. В раствор азотн кислого железа в количестве 0,3 л (соответствует Я4 г Fe203) вводят 2,4 г Ti2(S04)3. Железо и титан ос

та железа FeSO, взятый в количестве 50 дают аммиачной водой (25%-ной) при

0,35 л (соответствует 88 г оксида железа), вводят 9,6 г сульфата титана. К полученному раствору добавляют раствор углекислого аммония (20%) до рН 7,0-7,5. Образовавшийся осадок отфильтровывают , промывают, просушивают и прокаливают при 450 С, затем смешивают с хромовым ангидридом (9,2 г) и углекислым калием

одновременном сливании растворов пр рН 6,5-7,5. Осадок отмывают,, просушивают, прокаливают и смешивают с хромовым ангидридом (19,7 г) и едки 55 кали (1,2 г) в присутствии воды с о разованием пасты. Пасту просушивают размалывают до порошка, прессуют в таблетки, которые прокаливают при температуре 400°С.

5 27216

(1,47 г) в присутствии воды с образованием густой пасты. Пасту экструдируют в гранулы, которые сушат и прокаливают при 450 С.

Состав катализатора, мас.%: СггОз 7,0; К20 1,0; Ti02 4,0; Fe203 остальное. Отношение Ti : Kfw) 5,7.

Пример 13. В раствор сульфата железа, взятый в количестве 0,35 л (соответствует 92 г оксида железа ), вводят 0,48 г сульфата титана. К приготовленному раствору добавляют раствор углекислого аммония (20%) до получения нейтральной среды. Осадок отфильтровывают, промывают, сушат, прокаливают при температуре 450 С, затем смешивают с хромовым ангидридом (9,0 г) и углекислым калием (0,58 г) в присутствии воды с образованием густой пасты. Пасту экструдируют в гранулы. Пос-.. ледние сушат и прокаливают при 450 С.

Состав катализатора, мас.%: Сг203 7,0; К20 0,4; Ti02 0,2; Fe203 остальное. Отношение Ti : К 0,75.

Пример 14. В раствор азотнокислого железа в количестве 0,3 л

(соответствует 94,0 г ) вводят 2,4 г Ti2(SO)3. Железо и титан осаждают аммиачной водой (25%-ной) при одновременном сливании растворов при рН 6,5-7,5. Осадок отмывают, просушивают, прокаливают и смешивают с хромовым ангидридом (6,6 г) и едким кали (1,2 г) в присутствии воды с образованием пасты. Пасту просушивают, размалывают до порошка, прессуют

в таблетки, которые прокаливают при температуре 400 С.

Состав катализатора, мас.%: Сг-,03 5,0; К20 1,0; Ti02 1,0; Fe203 93,6. Отношение Ti : К 1,43.

,

Пример 15. В раствор азотнокислого железа в количестве 0,3 л (соответствует Я4 г Fe203) вводят 2,4 г Ti2(S04)3. Железо и титан осаждают аммиачной водой (25%-ной) при

одновременном сливании растворов при рН 6,5-7,5. Осадок отмывают,, просушивают, прокаливают и смешивают с хромовым ангидридом (19,7 г) и едким 55 кали (1,2 г) в присутствии воды с образованием пасты. Пасту просушивают, размалывают до порошка, прессуют в таблетки, которые прокаливают при температуре 400°С.

1482721 8

прототипу после термического воздействия при 500°С, что свидетельствует о повышенной его стабильности к температурным и механическим нагрузкам.

Формула изобретения Катализатор для конверсии оксида

углерода, содержащий оксиды железа, ны на установке проточно-циркуляцион- 10 хрома и калия и стабилизирующий ком- ного типа при V 12000 ч ; 350 ипонент, отличаю щ ийся

500 С на газе состава, мас.%; СОтем, что, с целью повышения стабиль12,5; N2 12,5; Н20 75. Активностьности к температурным и механическим

оценивали по константе скорости, рас- нагрузкам, в качестве стабилизирую- считанной при помощи уравнения перво- 15 щего компонента катализатор содер

жит диоксид титана в массовом соотСостав катализатора, мас.%: Сг203 15,0; К20 1,0; Ti02 1,0; Fe203 83,0. Отношение Ti : К 1,43.

Данные по испытанию каталитической активности и механической прочности приведены в -таблице.

Испытания катализаторов проведего порядка по оксиду углерода.

Механическую прочность определяли при статической нагрузке по образующей гранулы.

Как видно из таблицы, механичес- 20 кая прочность предложенного катализатора остается практически неизменной по сравнению с катализатором по

Сравнительная характеристика .предложенного и известного катализаторов

р

ношении к оксиду калия в пересчете на элементы 1-5:1 при следующем содержании компонентов, мас.%: Оксид хрома 5,0-15,0 Оксид калия 0,3-1,0 Диоксид титана 0,6-3,0 Оксид железа Остальное

жит диоксид титана в массовом соотр

ношении к оксиду калия в пересчете на элементы 1-5:1 при следующем содержании компонентов, мас.%: Оксид хрома 5,0-15,0 Оксид калия 0,3-1,0 Диоксид титана 0,6-3,0 Оксид железа Остальное

Изобретение касается каталитической химии, в частности катализатора для конверсии оксида углерода, что может быть использовано в нефтехии. Цель - повышение стабильности катализатора. Последний имеет состав, мас.%: оксид хрома 5-15

оксид калия 0-3 1

диоксид титана 0,6- 3

оксид железа - остальное. Этот состав обладает,в сравнении с известным, большей стабильностью к температурным и механическим нагрузкам в указанном процессе. Так, прочность катализатора при нагревании до 500°С составляет 44-50 кгс/см² (начальная 36-42 кгс/см²) против 25-47 кгс/см² (начальная 21-39 кгс/см²), а активность в конверсии CO составляет 2-2,2 (начальная 2-2,2). 1 табл.

44 46 44 47 49 50 45 45 44 40 37 36 38

25 47