Катализатор для окисления аммиака Советский патент 1974 года по МПК B01J23/40 B01J23/46 C01B21/26 

(54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ АММИАКА

1

Изобретение относится к катализаторам для окисления аммиака в окислы азота, применяемые в производстве азотной кислоты.

Известен катализатор для окисления аммиака в окислы азота, содержащий (в Бес.%) 82-75 платины, 2-3 родия. 15-2О палладия и до 2 рутения или О,05-0,15 смеси золота, железа ji иридия.

При использова1ши такого катализатора наблюдается значительный унос (0,2-2 г на каждую тонну нревращенного азота) благородных металлов.

С устранения указанного недостатка предложено компоненты катализатора брать в следующем соотношении (в вес. %):

Пеалладий4О-75

Родий и/или рутений 1-8

ПлатинаОстальное

Катализатор может быть вьшолнен в виде сеток, расположенных в сетчатом пакете, с увеличением содержания палладия по ходу реакционного газа.

Катализатор дает те же выходы окислов азота при окислении аммиака, что и изветные платинородиевые катализаторы, но потери благородных металлов значительно снижаются как в отношении стоимости, так и в отношении веса. Срок службы предложенных катали заторных . сеток примерно тот же, что и у платинородиевых сеток и даже

выше.

Катализаторный сплав согласно изобретению обладает не только отличной каталитиче-

ской активностью при сжигании аммиака, но и может с большой эффективностью улавливать улетучивающиеся при каталитическом сгора1ши благородные металлы, в особенности платину, благодаря чему при промышленном получении азотной кислоты сильно снижаются потери этого металла. При техническом сжигании аммиака особенно выгодно применять сеточные пакеты vi3 многих отдельных сеток, причем сетки на стороне входа газа в сеточный пакет обогащены платиной и обеднены палладием по сравнению с сетками на стороне выхода газов, так как именно обогащенные палладием сетки имеют самую большую способность к улавливанию платины и очень сх|к||ективно погпощают из газового потока улету чиваюшуюся в небольших количествах плати ну. Хорошие результаты дают сеточные паке ты, у которых на стороне входа газа находятся одна или несколько сеток из известных платинородиевыхкаталитических сплавов так как они обеспечивают лучшую воспламеняемость подаваемой смеси аммиака с воздухом и за ними расположено несколько ,катализаторных сеток согласно изобретению из палладиевых сплавов, причем эти сетки имеют равный состав или могут быть размешены ступенчато в з исимости от содержания в них палладия. К катализаторному сеточному пакету может быть подключено еще известное устройство для регенерации платины, например сеточный пакет из палладиевозолотого сплава. Катализаторные сетки предложенного катализатора из-за высокого содержания в-. них сравнительно дешевого палладия зна- чительно дешевле, чем применяемые до сих пор сетки из платинородиевых сплавов, что позволяет увеличить толщину проволоки в сетке (до 0,1О-О,15 мм) и этим существеяно повысить срок их службы. Катализаторы и сеточные пакеты согласно изобретению можно применять во всех промышленных установках для получения азотной кислоты, работающих как при нормальном, так и при высоких давлениях, при температуре горения 65О-95О СКатализатор может быть использован как в виде проволочной сетки, так и в другом виде, например в виде проволоки или на носителе. Пример.В установке, работающей под давлением, для тех1шческого получения азотной кислоты при 7 ати и температуре горения 950Яз используют пять сеток из сплава, содержащего (в %): 43 палладия, 5 О платины и 7 родия, в качестве катализатора для сжигания смеси аммиака с воздухом. Сетки имеют 1О24 меш на 1 см толщина проволоки 0,10 мм. Потеря веса сеток через 72 дня эксплуатации приведена ниже. Потеря веса, г Номер сетки Для сравнения приведена потеря веса ;пяти mnaTHHojraflgeBbix с 1О% родия; (Pt /16 RVl сеток), которые были/ смонтированы в аналогичной установке и f работали в течение того же времеда, Номер сеткиПотеря веса, г Степень превращения аммиака в окись азота в обоих случаях 94%. Как видно из приведенных данных, пять катализаторных сеток согласно изобретению имеют потерю веса всего 323,3 г, в то время как вес известных Pt /10 Rh сетокуменьшился на 544,5 г. Итак, при использовании сеточного пакета из пяти катализаторных сеток из сплава 43Pd / OPi. /7Ц потеря веса благородных металлов примерно на 40% меньше, чем при применении сетчатого пакета из 5pt /lOl tlсеток. Пример 2. В установке по примеру 1 монтируют сетчатый пакет из пяти сеток из сплава, содержащего (в %):65 палладия, 32 платины и 3 родия, в качестве катализатора. Потеря веса этого сетчатого пакета через 34 дня эксплуатации, а также для сравнения потеря веса сетчатого пакета из 5Pt /lORh - сеток, смонтированного в аналогичной установке, приведены ниже. Номер сеткиПотеря веса, г 65Pd/32Pt /3Rtl 5Pt/10 185,1341,6 В этом случае экономия улетучиваюшегося благородного металла при пяти катализаторных сетках согласно изобретению составляет 15% в сравнении с известными Pt /lORh -сетками. Примерз. В установке по примеру 2 монтируют сетчатый пакет из пяти сеток из сплава, содержащего (в %): 55

палладия, 40 платины и 4 родия, в качестве катализатора. Через 44 дня общая потер веса составляет 269 г по сравнению с потерей 5О5 г, наблюдаемой при использовании пяти сеток из Pt/lORtl в аналогииной установке, т. е. гу 47% экономии. ,Во всех этих опытах, анализ закрепленных катали заторных сеток показывает, что потеря веса сеток обусловлена потерей палладия, содержание которого выше, чем это соответствует процентному содержанию в сплаве. Это означает, что вместо дорогой платины теряется преимущественно дешевый палладий или что сеткИ на стороне выхода газа в сетчатом пакете поглощают обратно увлекаемую газовым потоком платину.

Поэтому при использовании предложенных катализаторов для технического получе ния азотной кислоты получают не только весомую экономию улетучивающегося с га зовым потоком бла1 Ородного металла, но также еще в большей степени экономию в отноше1гаи стоимости.

е

При полной или частичной замене родин в катализаторных сплавах на рутений полу чают аналогичные результаты.

Предмет изобретения

4О-75

рутений

1-8 Остальное

1 2. Катализатор по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что он выполнен в виде сеч uii расположенных в сетчатом пакете, с увеличением содержания палладия по ходу реакционного газа.