КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ СЕРНИСТОГО АНГИДРИДА Советский патент 1974 года по МПК B01J23/847 B01J23/843 

Изобретение относится к производству катализаторов. Известен катализатор для окисления сернистого ангидрида, содержащий сульфат или пиросульфат щелочного металла и пятиокись ванадия или окись железа. Недостатками такого катализатора являются его сравнительно высокая вязкость и низкая каталитическая активность при температуре ниже 550-600°С для расплавленного ванадиевого катализатора и при 730-750°С для железоокисного катализатора. С целью устранения указанных недостатков в состав предлагаемого катализатора введен пятивалентный мышьяк в виде пятиокиси или соли щелочных металлов мышьяковой кислоты в количестве 10-60 вес. % в пересчете на AszOs. введение в состав катализатора соединений пятивалентного мыщьяка приводит к снижению оптимальной температуры окисления ЗОз на 50--100°С. Примеси, содержащиеся в газе, не влияют на степень превращения сернистого ангидрида. Степень превращения достигает 64-90,5%. Пример 1. При концентрации сернистого ангидрида 9 об. %, кислорода 20 об. %, оптимальной температуре процесса окисления 680°С состав расплава катализатора (в %) ледуюпи1Й: K2S207 60, Ре20з 20 и AsoOs 20. Фиктивное время контактирования (TO) 1,3 сек. Степень превращения SOj 71,6%. Пример 2. При концентрации сернистого ангидрида 9 об. %, кислорода 20 об. %, температуре процесса окисления 500°С состав расплава (в %) следующий: K2S2O7 50, VzOs 20 и As2O5 30. Фиктивное время контактирования 3 сек. Степень превращения 84,7%. Пример 3. Концентрация сернистого ангидрида 9 об. %, кислорода 20 об. %. Температура процесса окисления 450°С. Состав расплава (в %): K2S207 80, V2O5 10 и AsjOs 10. Степень окисления SO2 32% при TO 1,3 секПри содержании в расплавленном катализаторе 20-30% As2O5 и 10% 265 степень окисления SO2 соответственно 42 и 50%. Для аналогичных условий, но без введения в катализатор As205, степень превращения SO223%. Пример 4. Оптимальная температура процесса окисления 550°С. Содержание VgOa в катализаторе 20%. Степень окисления SOo 30% при TO 1,3 сек. В аналогичных условиях, по с добавлением 30% As205, степень превращения S02 63%. Пример 5. Состав катализатора (в %): K2S2O7 90, Ре2Оз 10. Температура процесса окисления 680°С. Степень окисления S02 29% при То 1,3 сек. При содержании в катализаторе 10, 30 и 40% As2O5 степень превращения SO2 составляет соответственно 35, 52 и 61%.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что добавление соединений пятивалентного мышьяка значительно увеличивает активность как ванадиевых, так и железоокисных катализаторов, а также снижает оптимальную температуру окисления SOg.

Пример 6. При окислении SOa в расплаве на основе K2S2O7 с содержанием 205 10, 20 и 30% оптимальные температуры соответственно равны 480, 550 и 590°С. При добавлении 20% As2O5 оптимальные температуры снижаются соответственно до 450, 500 и 540°С.

Пример 7. При окислении SOa на катализаторе состава K5S2O7 70% и VgOs 30% при оптимальной температуре 590°С степень превращения SO2 52% (to 1,3 сек). Добавление к тому же катализатору 20% As2O5 снижает оптимальную температуру окисления до 540°С. Степень окисления SO2 64%.

При увеличении фиктивного времени контакта до 3 сек степень окисления SO2 на известном катализаторе с 20% 205 составляет 82%. Такая же стенень превращения SOa в присутствии As2O5 достигается при TO 2,1 сек.

Пример 8. При окислении SO2 в расплаве на основе K2S2O7 с содержанием Ре2Оз 10, 20 и 25% оптимальные температуры соответственно равны 700, 730 и 750°С. Степень 5 окисления SO2 соответственно 43, 48 и 61%.

При добавлении 40% As2O5 такие же степени превращения SO2 достигаются соответственно при 630, 650 и 680°С.

Проведенные эксперименты показывают, 0 что предложенный катализатор обладает стабильностью. Так, в течение 108 час непрерывной работы не было зафиксировано уноса соединений ванадия, железа или мышьяка из реакционного сосуда, а степень окисления 5 SQg практически не менялась.

Предмет изобретения

Катализатор для окисления сернистого ангидрида, содержащий сульфат цлй пирасуль0 фат щелочного металла и пятиокись ванадия или окись железа, отличающийся тем, что, с целью повышения активности катализатора, снижения его вязкости и оптимальной температуры процесса окисления, в состав катализатора введен пятивалентный мышьяк в виде пятиокиси или соли щелочных металлов мышьяковой кислоты в количестве 10- 60 вес. % в пересчете на As2O5.