Способ получения катализатора для синтеза аммиака Советский патент 1979 года по МПК B01J37/08 C01C1/04 

1

Изобретение относится к области получения катализаторов для химических реакций, в частности п.г1авленых железных катализаторов для синтеза аммиака. Первой стадией основных промьшшенных способов получения плавленьЕх железных катализаторов является получение расплавленной катализаторной массы методом кислородной плавки, плавкой в электрических печах сопротивленияj в индукционных печах или в электрической дуге. В расплавленную катализаторную массу вводят промотирукидие добавки, обычно в виде окислов или. других соединений промотирующих элементов Ц .,

Известен способ получения гранулированных катализаторов синтеза а1«1миака путем плавлени стержней, сформованных из смеси окислов железа с промоторами, в пламени вольтовой дуги 2. В состав стержней вводят порошкообразный алюминий или термитную смесь. Недостатком этого способа является то, что алюминий вводят во всю массу шихты, из которой Формуют стержни, используемые в качеСт.ве электродов для создания вольтовой дуги. Поэтому, для того чтобы

началась реакция окисления алюминия, несзбходимо затратить большое количество энергии на разогрев всей мас.сы шихты.

Ближайшим р@иением к и.зобрете1)ию является спрсрб получения катализатора для синтеза аммиака путем кислородной плавки с добавлением промоторов, в собтветствии с которым про0моторы вводят в расплав в виде смеси, предварительно сформованной в гранулы или таблетки 3. По этому способу отвешивают О,8 кг поташа, 1,6 кг окиси кальция, 2,1 кг окиси алюминия

5 и 0,5 кг окиси кремния, тщательно переметоивают и увлажняют дистиллированной водой или конденсатом в количестве 0,25 кг. Полученную смесь промоторов .таблетируют в таблетки 30 х 0 х14 мм. Для получения катализатора окисляют кислородом 36 кг катализаторного и все таблетки равномерно вводят в пЛав катализаторной массы.

5

Недостатком этого способа является то, что на ;расплайление таблеток промоторов расходуется тепло расплавленных окислов железа, приобретенное ими в процессе окисления металли0ческого железа газообразным кйслородом. в результате температура распла ва .снижается, катализаторная масса по мере увеличения содержания прбмоторов становится все более вязкой и промоторы все хуже и хуже растворя ются в массе катализатора. Остывший катализатор имеет неравномерное распределение промоторов, неоптимальный минералогический и фазовый соста что приводит к снижению его активное ти. Цель изобретения - получение ката пизатора повышенной активности. Поставленная цель достигается тем что промотирование проводят путем введения в расплав окислов железа сйёсйойй с лов кальция, кремний, кали и металлического алюминия. ,:;. , -.-: .-г л , ; ч- В ироцессе окисления металлическо алюШния заК сь-окисЬй железа еыделя ется большое количество тепла, анало гично горению терлшта. За счет выдели вшегося тепла температура расплава поднимается до 2000-2500°С, промоторы быстро и полностью растворяются в расплавленной массе катализаГтора, обеспечивая при кристаллизации и охлаждении более равномерный химический, минералогический и фазовый сЬстав готовогб каталйзатора, tttb и является причиной повышения его каталитической активности в реакции синтеза аммиака. Пример. Катализатор по составу соответствующий требованиям ОСТб-03-71-73, получают методом непрерывной кислородной плавки. Два листа железа размером б50х х250 X 12 мм (15 кг каждый) с двух сторон закладывают в окислительную камеру под углом 80° к горизонтальной плоскости ванны. Толщина расплава в ванне 35 мм Расход кислорода на окисление железа (б форсунок) 60 HMV. При готовляют &лесъ промоторов из 48 г металлического порошкообразного гшюминия, 67 г. окиси кальция и 32 г углекислого калия, которую затем непрерывно подают в окислительную камеру. Состав смеси дается на расход в 1 мин, т. е. .скорость подачи смеси промоторов питателем составляет 147 г/мин. Производительность окислительной камеры составляет 120 кг катализатора в час. Плав катализатора с температурой непрерывно одной струей диаметром 10-12 мм вытекает из окислительной камеры по летке в гранулятор, где гранулируется в готовый катализатор в воздушном потоке. i П р и м е р 2. Зависимость активности катализаторов/ полученных ИЗ расплавов с различной температурой при одинаковых условиях кристал|лизации и охлаждения, приведена в табл. 1. Т а б л и ц а 1

Пример 3. Сравнительные данные по активности катализаторов, поСпособ получения катализаПредлагаемый 8,0 12,3 16,5 21,0 Известный 4,1 10,0 14,2 18,1

Как видно из данных табл. 2, катализатор, полученный по предлагаемому способу, обладает более высокой активностью, чем катализатор, полу- ченный по известному способу.

лученных по предлагаемому и известному способам,представлены в табл. 2.

Таблица2

Формула изобретения Способ получения катализатора для синтеза аммиака путем плавления металлического железа в кислороде и последующего промотирования окисБЫХОД аммиака, об.%, объем при Р 300 атм, W 30000 час и температурахf С 22,1 21,0 19,8 18,8 14,5 20,2 20,-0 19,0 17,0 14,0 5 667 пами кальция, кремния и калия, отличающийся тем, что, с целью (получения кат йэат фа с повышенной активностью, промотирование проводя путем введейия в расплав окислов железа смеси сжислов кальция, кремния, калия k металлического алюминия Источники инфохмации, принятые во внимание при э сспертизе 235в 1. Авторское свидетельство СССР 210837, кл. в 01 а 11/06, 12 g 4/01, .1965. 2. Авторское свидетельство СССР w 248634, кл. в 01 3 11/22, 1966. 5 3. Авторское свидетельство СССР 230789, кл. В 01 J 11/22, I2g 4/01, 1966. .