Катализатор для глубокого окисления органических соединений и оксида углерода Советский патент 1990 года по МПК B01J23/86 B01D53/86 B01D53/72 B01J37/00 

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к катализаторам для глубокого окисления органических соединений в отходящем газе, и может быть использовано в химической, нефтехимической, металлургической и других отраслях промышленности для очистки загрязненных выбросов газа в атмосферу.

Целью изобретения является повышение устойчиовсти к отравляющему действию соединений серы катализа. тора для окисления оксида углерода и парафиновых углеводородов, включа- ощего хромит меди или меди-магния на оксиде алюминия за счет дополнительного содержания оксида ванадия при определенном соотношении компонентов.

Пример 10 Катализатор состава, мас.%: CuCr704 25,5 V205- 1,5; 73, готовят следующим образом. Носитель - оксид алюминия (диаметр зерна 1,0-1,6 мм, удельная поверхность 230 , прочность 22 Mlla, влагоемкость 0,50 мл/г), пропитьша- ют по влагоемкости раствором бихро- мата меди с концентрацией Сг280мг/чл Си 160 мг/мл (раствор 1). Образец выдерживают при комнатной температуре и интенсивном перемешивании 45-60 мин, затем сушат под ИК -лам- Пой до остаточной влажности 3-5 мае.% И прокаливают в муфельной печи при 970 К 4 ч. После прокалки образец г|ропитывают по влагоемкости раствором сульфата ванадия с концентрацией по 20 мг/мл (раствор 2), сушат Под ИК-лампами и прокаливают при 820 К 4 ч.

Каталитическую активность оценивают по степени превращения СО (при 400 и 500°С) на проточно-циркуляци™ онной установке в смеси 1 об.% СО, остальное - воздух (при расходе сме- си 10-15 л/ч)о Устойчивость к отравлению соединениями серы оценивают по изменению степени превращения СО при одновременной подаче в реакционную Смесь 0,060 ± 0,005 об.% S02.

Термоустойчивость катализаторов Оценивают по изменению механической прочности (Р) и каталитической ак- тивности в окислении СО (Т ) и бутана (W), Р - прочность, определенная на приборе МП-2С, Т - температура достижения 50%-ной степени Превращения СО при навеске катализа- Тора 1 г, W - скорость реакции окисления бутана при его стационарной Концентрации в смеси с воздухом 0,2 об.%, определенная проточно-циркуляционным методом при 400°С.

II р и м е р 2, Аналогичен примеру 1, но концентрация раствора 2 по Vi05 130 мг/мл, в растворе 1 содержится 120 мг/мл Сг„ 70 мг/мл Си,

П р и м е р 3. Аналогичен примеру 1, но в растворе 1 содержится 230 мг/мл Сг, 130 мг/мл Си, а концентрация раствора 2 по VaOj, 130 мг/м Раствор готовится следующим образом: суспензию Ш4МОэ в воде (10 , 20 мл ) нагревают до кипения, после чего к ней небольшими порциями добавляют щавелевую кислоту до полного растворения осадка и разбавляют полученный раствор до требуемой

концентрации 0

Пример 4. Аналогичен примеру 3, но концентрация раствора 2 по 360 мг/мл.

д 5

Q 5

«

5

0

45

55

Пример 5„ Аналогичен примеру 1, но. оксид алюминия пропитывают смесью растворов бихроматов меди и магния с концентрацией, мг/мл г. Си 92, Mg 35, Сг 300, а концентрация раствора 2 по 80 мг/мл.

Пример 6„ Аналогичен примеру 5, но состав раствора 1, мг/мл; Си 2Ь; Mg 19; Сг 129, а концентрация раствора 2 по Va05 50 мг/мл.

Пример 7. Аналогичен примеру 5, но концентрация элементов в растворе 1, мг/мл: Си 80, Mg 31, Сг 260, а раствора 2 63 мг/мл.

Пример 8. Аналогичен приме- ру 5, но концентрация элементов в растворе 1, мг/мл: Си 22, Mg 19, Сг 120, а концентрация раствора 2 13 мг/мл.

Пример 9 Аналогичен примеру 5, но концентрация элементов в растворе 1, мг/мл: Си 102, Mg 35, Сг 320, а концентрация раствора 2 80 мг/мл.

Пример 10. Катализатор состава, %: Cu0/3 Mg 0/7Cru04 20; s 5,7; Al20з 74,3, готовят аналогично примеру 5, но концентрация элементов в растворе 1, мг/мл: Си 60, Mg 52, Сг 330.

Пример 11, Катализатор, содержащий 23% СиСггО$ и 77% А1/2.05, готовят следующим образом,.носитель (его свойства описаны в примере 1) пропитывают по влагоемкости раствором бихромата меди с концентрацией Си 150 мг/мл, Сг 260 мг/мл. Образец сушат и прокаливают при 700 С 4 ч.

Свойства катализатора приведены в табл. 1 и 2.

Как видно из примера 11 (табл. 1), оксидный алюмомеднохромовый катализатор (известный) теряет активность в присутствии S02, особенно при , за короткое время и практически полностью. Введение в состав активного компонента меднохромовых катализаторов соединений- ванадия позволяет повысить устойчивость катализаторов к отравлению соединениями серы при 400°С, а при 500 С - практически исключить их влияние на эффективность катализаторов. Использование в составе активного компонента соединений ванадия и хромита меди- магния позволяет получить устойчивые к воздействию соединений серы катализаторы с повышенной термической устойчивостью и каталитической

активностью в о: и. с. ши углеводородов. Они существенно превосходят известный по устойчивости к отравлению SOi, степень превращения СО . при 400°С выше в 4-8 раз.

Формула изобретения

Катализатор для глубокого окисления органических соединений и оксида углерода в отходящих газах, содержащий соединение меди и хрома на оксиде алюминия, отличающий

с я тем, что, с целью повышения устойчивости к отравлению соединениями серы, катализатор содержит в качестве Соединения меди и хрома хромит меди или хромит меди-магния формулы Cu1.KMgxCr204, где х 0,5 - 0,65, и дополнительно содержит оксид ванадия при следующем соотношении компонентов, мас0%: Хромит меди или меди-магния 8,5-26,0 Оксид ванадия 1,5-15,0 Оксид алюминия. Остальное

Таблица 1

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к катализаторам для глубокого окисления органических соединений и оксида углерода в отходящих газах, что может быть использовано в химии, нефтехимии и металлургии для очистки загрязненных соединениями меди и хрома на AL 2O 3 выбросов газа в атмосферу. Цель - повышение устойчивости катализатора к отравляющему действию соединений серы. Для этого в каталитическую композицию на основе хромита меди или меди-магния ф-лы CU 1-XMG X .CR 2O 4, где X=0,5-0,65 (8,6-26 мас.%), на оксиде алюминия дополнительно вводится оксид ванадия в количестве 1,5-15 мас.%. В этом случае катализатор обладает повышенной термостойкостью при 400-500°С и устойчивостью по отношению к отравлению SO 2 при обеспечении большей в 4-8 раз степени превращения CO. 2 табл.

Количество пропущенного 50 Степень превращения СО

Таблица2