Катализатор-сорбент для очистки отходящих газов от винилхлорида и способ его приготовления Советский патент 1989 года по МПК B01J23/86 B01D53/86 B01D53/70 

Изобретение относится к катализу, преимущественно к катализаторам и способам получения катализаторов, используемых для процессов очистки отходящих газов от хлорорганических углеводородов путем их глубокого окисления до нетоксичных и легкоулавливаемых продуктов, и, в частности, может быть применено для удаления хлористого винила из газовых выбро- ч

сов на предприятиях по производству и переработке поливинилхлорида.

Пелью изобретения является увеличение сорбционной емкости и повышение активности катализатора за счет массового соотношения ингредиентов, а- также упрощение технологии и получение катализатора с повышенной активностью за счет использования раствора, содержащего нитрат кобальта, и

проведения соосаждения и прокаливания при определенных условиях.

Пример. Дпя приготовления 100 г медькобальтхромового катализатора, содержащего равные количества хромитов меди и кобальта, в 730 мл дистиллированной воды растворяют 348,8 г азотнокислого хрома (Сг(ЫОз)з 9Н,П), 52,1 г азотнокислой меди (CuCNO,)- ) и 64,1 г азотнокислого кобальта (Со(ЫОз)г « ), соотношение Cu:Co:Cr 1: :1:4. К полученному раствору, подогретому до 60-80°С, при тщательном перемешивании добавляют 8%-ный раствор аммиака и доводят рН среды до значений, равных 6,5-7,0, Выбор рН среды связан с условиями полноты выпадения в осадок ионов меди, кобальта и хрома при одновременном их присутствии в растворе. Образовавшемуся в процессе соосаждения осадку дают отстояться в течение 6 ч. Затем осадок отфильтровывают, промывают дистиллированной водой, сушат при 100- 120°С и прокаливают в чистом азоте при 425-450 0 в течение 10 ч. Прокаленную активную массу охлаждают, растирают в порошок и прессуют в таблетки 5 5 мм.

Каталитическую активность полученного катализатора определяют в проточном стеклянном реакторе с внутренним диаметром 16 мм, в который помещают 6 см образца. Через реактор при разных температурах пропускают со скоростью 15 л/ч газовоздушную смесь, содержащую 72542 мг/м (2,6 об.%) хлористого винила. Выходящий из реактора газ подвергают анализу. Винилхлсрид и диоксид углерода определяют хроматографическим методом. Хлористый водород и хлор улавливают в ловушках с раствором йодистого калия и путем титрования определяют их содержание. Полученны результаты приведены в табл. 1.

В табл. 1 показана активность медькобальтхромовых катализаторов реакции глубокого окисления винил- хлорида. (Объемная скорость - 2500 час-, состав реакционной смеси - 2,6 об.% хлористого винила в воздухе).

Сопоставление представленных данных свидетельствует о том, что полное превращение хлористого винила н катализаторе, согласно изобретению.

0

5

0

5

0

5

0

5

и образце, имеющем тот же химический состав, но приготовленном путем механического смешения равных количеств хромитов меди и кобальта, достигается при 230 С, в то время как на известном нанесенном катализаторе в тех же условиях при З10 с, а на известном меднохромовом катализаторе - при .

Динамическую сорбционную емкость предложенного и известных медькобальтхромовых катализаторов-сорбентов определяют на кинетической установке в проточном реакторе (пример). Перед началом измерений катализатор тренируют в потоке воздуха в течение двух часов при 300 С с последующим охлаждением до заданной температуры.

Через реактор, загр ткенный 7,44 г (6 см- ) катализатора, при 60 С пропускают со скоростью 6 л/ч газовоздушную смесь с содержанием винилхло- рида 279 мг/мз (0,01 об.%). При прохождении газа через слой катализатора регистрируют время проскока хлорвинила, определяемое с момента пуска газовоздушной смеси до момента появления зС1 на выходе из реактора. По данным измерений определяют сорбционную емкость катализатора за время защитного действия слоя катализатора. Полученные результаты приведены в табл. 2.

В табл. 2 показана динамическая сорбционная емкость медькобальтхромовых катализаторов по винилхлориду при 60 С, концентрация 279 мг/мз .

В случае низких концентраций удаляемой примеси процесс очистки целесообразно проводить в сорбционно- каталитическом режиме, который заключается в поглощении катализатором удаляемого вещества при 20-100°С и превращении этого вещества в нетоксичные продукты при кратковременном повьш1ении температуры до 250-300 с.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что в одинаковых условиях динамическая сорбционная емкость по винилхлориду катализатора, согласно изобретению, в 90 раз вьш1е известного медно-хромового контакта и в 6,3-6,6 раза выше медькобальтхромовых контактов, полученных путем механического смешения или нанесения на поверхность -y-AljOj равных количеств хромитов меди и кобальта.

Таким образом, экспериментально показано, что использование указан- ribtx ингредиентов в равньк соотношениях и условий их совместного соосаж дения приводит к получению медько- бальтхромового катализатора, обладающего повышенной активностью в реакции глубокого окисления хлористого винила, при этом его сорбционная емкость по этому токсичному веществу такова, что позволяет эффективно его использовать в сорбционно-ката- литическом режиме очистки отходящих газов от винилхлорида.

Формула изобретения 1. Катализатор-сорбент для очистки отходящих газов от вунилхлорида, включающий хромит меди и хромит кобальта, отличающийся тем, что, с целью увеличения сорбционной емкости и повышения активности ка10

933056

тализатора, он содержит ингредиенты в следующем соотношении, мас.%:

Хромит меди 50

Хромит кобальта 50

2. Способ приготовления катализатора-сорбента для очистки отходящих газов от винилхлорида путем соссаж- дения активных компонентов из раствора, содержащего нитраты меди и хрома, сушки и прокаливания осадка, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии и получения катализатора с повьщгенной активностью, используют раствор, содержащий дополнительно нитрат кобальта, взятый в соотношении, необходимом для получения в готовом катализаторе равных количеств хромитов кобальта и меди, соосаждение ведут при рН 6,5- 7,0 и прокаливание осуществляют в среде инертного газа при 425-450 с в течение 10 ч.

аблица

15

20

U93305

Таблица 2

Изобретение касается каталитической химии ,в частности, получения катализаторов для удаления хлористого винила из газовых выбросов. Цель - увеличение сорбционной емкости и повышение активности катализатора. Процесс ведут соосаждением активных компонентов при PH 6,5 - 7,0 из водного раствора, содержащего нитраты меди, хрома и кобальта, причем последний берут в соотношении, необходимом для получения в готовом катализаторе равных количеств хромитов кобальта и меди. Затем осадок прокаливают в среде аргона при 425 - 450°С в течение 10 ч. Полученный катализатор содержит, мас.%: хромит меди 50

хромит кобальта 50. Динамическая сорбционная емкость нового катализатора в 90 раз выше, чем у меднохромового контакта и в 6,3 - 6,6 раза выше, чем у медькобальтхромовых контактов, полученных механическим смешением или нанесением на γ = AL₂O₃ равных количеств хромитов меди и кобальта. Кроме того, 100%-ное окисление винилхлорида на новом катализаторе достигается при 230°С против 275 - 310°С для известных контактов. 2 с.п.ф-лы, 2 табл.

Медькобальтхромо- вый 50% СиСг504 и 50% Медькобальтхромо- вый (механическое смешение из хромитов меди и кобальта) Известный, нанесенный на Известный, медно- хромовый катализатор

Редактор М,Бандура

Составитель В.Теплякова Техред М.Дидык

Заказ 3918/10

Тираж 486

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Корректор Э.Лончакова

Подписное