Способ каталитического восстановления водородом окислов азота Советский патент 1938 года по МПК C01B21/02 

Как известно, при каталитическом окислении аммиака с последующим поглощением продуктов его окисления для приготовления азотной кислоты получается отбросный газ, состоящий главным образом из азота с содержанием, однако, незначительной примеси окислов азота и кислорода. Наличие указанных примесей в газе приводит к тому, что отбросный газ не может быть практически использован без соответствующей очистки.

Предлагаемое изобретение относится к способам очистки газа путем каталитического восстановления окислов азота и кислорода, содержащихся в газе.

Способ состоит в следующем. К газу добавляют водород в количестве, немного превыщающем действительную потребность, для превращения в воду всего имеющегося в газе кислорода, как свободного, так и связанного с азотом. Смесь пропускают через предварительно восстановленный катализатор для синтеза аммиака (свежий или отработанный, непригодный для синтеза) при температуре 400-500°.

Катализатор, как известно, представляет плавленую FejOi с добавкой к ней l-BO/ofllaOg и 1-1,5 /оКзО. В этих условиях окислы, проходя через контакт, нацело разлагаются до азота. При этом окисление катализатора, в виду наличия в газе водорода, не имеет места и его активность сохраняется в течение долгого времени. В результате процесса получается азот, совершенно свободный от кислородосодержащих газов, так как последние конвертируются в воду, пары которой легко удаляются. Наличия окислов в таком азоте не удалось доказать даже наиболее чувствительным реактивом Гриса.

Далее было найдено, что по мере увеличения добавки к исходному газу водорода часть окислов азота превращается в аммиак. Так, при введении водорода в количестве, соответствующем образованию стехиометрической азотоводородной смеси для синтеза аммиака, и пропускания этой смеси при объемной скорости 10000 через выщеуказанный контакт были получены следующие результаты конвертирования окислов азота.

Как повышение температуры, так и понижение ее по сравнению с указанным олтимальным интервалом уменьшает процент конверсии МО в NHg. При низкой температуре возможен также проскок через контакт неизменившихся окислов азота.

Следовательно, при смешении отбросного азота с тройным объемом водорода и пропускании этой смеси через катализатор при 400-500° получается азот, содержаший в виде примесей лишь аммиак, являюшийся продуктом конверсии окислов азота, и воду. После несложной очистки, с целью удаления воды, конвертированную смесь можно направить на компрессию с последующей очисткой, а затем непосредственно ввести в циркуляционную систему установки для синтеза аммиака.

Очистка отбросного азота от примеси окислов азота и кислорода путем каталитической гидрогенизации, вообще говоря, известна. Однако для этой цели были предложены медноникелевые катализаторы. Применение вместо медноникелевых катализаторов обычных аммиачных при их дещевизне и доступности, как это предусматривается настоящим изобретением, представляет следующие преимущества:

1)возможность почти полного превращения окислов азота в аммиак, тогда как при медноникелевых катализаторах степень конверсии окислов азота в аммиак незначительна,

2)дешевизна и доступность обычного аммиачного катализатора.

Следует отметить, что возможность применения обычного аммиачного катализатора для восстановления при атмосферном давлении окислов азота не только до азота, но и до аммиака отнюдь нельзя было предусмотреть заранее, так как известно, что при наличии в азотоводородной смееи кислородосодержащих газов, каковыми являются окислы азота, обычный аммиачный катализатор, при синтезе аммиака из азота и водорода, отравляется.

Предмет изобретения.

Способ каталитического восстановления водородом окислов азота, примешанных к отходящему азоту после окисления аммиака, при помощи железосодержащих катализаторов, отличающийся тем, что восстановительный процесс ведут, применяя в качестве железосодержащего катализатора обычный аммиачный катализатор, как свежий, так и отработанный, при температуре 400-500°.