Катализатор для глубокого окисления органических веществ Советский патент 1980 года по МПК B01J23/72 B01D53/44 

(54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ГЛУБОКОГО ОКИСЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ческрх или неорганических солей алюминия. Это, во-первых, усложняет производство катализаторов, а во-вторых, увеличивает их стоимость. Из известных катализаторов глубокого окисления органических веществ по составу ингредиентов наиболее близким техничес1 им решением является катализатор, который содержит в качестве активного компонента окись меди и носитель SiOa в следующих количествах: окись меди до 40 вес. °/о, двуокись кремния-остальное 4. Этот катализатор используют для окисления органических веществ, например, муравьиной кислоты и толуола, содержащихся в отработанном промышленном газе. Для приготовления такого катализатора используют водорастворимую соль меди и алкилсиликонат натрия (силиконовые жидкости ГКЖ-10 или ГКЖ-11). Полученную смесь алкилсиликоната металла и его гидроокись затем промывают, фильтруют и сущат. Высушенный продукт гранулируют и окисляют кислородом воздуха при 250 - 450°С. При окислении органический радикал выжигается с образованием газообразных продуктов, в результате чего получают катализатор с более развитой поверхностью. Однако известный катализатор, описанный выше, недостаточно активен в поцессе глубокого окисления органических веществ. Так, при окислении толуола в паровоздушной смеси с концентрацией 20 мг получены следующие результаты (табл. 1). Другим недостатком является то, что при получении катализатора используют .алкилсиликонат натрия или калия - сравнительно дорогое сырье, что заметно сказывается на стоимости катализатора. Целью изобретения является увеличение активности катализатора для глубокого окисления органических веществ пр} снижении его себестоимости. Поставленная цель достигается катализатором, состоящим из окиси меди на носителе, в котором в качестве носителя испольЗуют5 золу Сгорания каменных углей при весовом отношении окиси меди к золе, равном б.,2 - 0,7, а используемая зола имеет следующий состав в расчете на окислы, вес. %: SiOj 43-55 ЛиОз16 - 22 РецОз12-18 СаО5-12 MgO1 - 3 CuO0,05- 0,7 Продукты неполного сгорания угля (потери после прокаливания) (п. п, п,) 1-8 Наличие в золе таких соединений, как окислы железа, меди, магния и кальция, делает золу не только активной в реакции глубокого окисления органических веществ. но и способствует формированию более активных, чем окись меди, компонентов в процессе получения катализатора в результатевзаимодействия соединений меди с компонентами НОСИТЕЛЯ. С другой стороны, зола сгорания каменных углей указанного состава являясь отходом на теплоэлектростанциях, не требует специальной обработки и может быть использована в производстве катализатора непосредственно после выгрузки из сборников летучей золы. Использование золы сгорания каменных углей в качестве носителя для окисномедного катализатора позволяет не только увеличить активность катализатора глубокрго окисления органических веществ в 1,2 - ,6 раза и упростить технологию получения катализатора, но и снизить стоимость I т катализатора по сравнению с прототипом на 300 - 500 руб., а также частично утилизировать отходы при сгорании каменных углей на ТЭЦ. Каталитическую активность полученных катализаторов определяют на проточноциркуляционной установке в реакции.окисления веществ. Пример 1. В термостойкий стакан заливают 131 мл вбдного раствора азотнокислой меди с концентрацией 2,4 г-атом меди/л, 169 мл воды и при перемешивании добавляют 50 г золы сгорания каменного угля состава, вес. %: 810г5, АЬОз -20,3 FegO, -12,1 CaO5,8 MgO1,9 CuO0,3 П. п. п.2,46 и 10 мл азотной кислоты (d 1,43 г/см). Суспензию упаривают при температуре 60 - 90°С, пасту сущат при 100 - 120°С и прокаливают при 450°С в течение 4 ч. Получают окисномедный катализатор с весовым отноЦ1ением окиси меди к золе, равным 0,5. В реактор загружают 0,5 г полученного катализатора и при температуре 380°С пропускают паровоздушную смесь, содержащую 20 мг/л толуола, со скоростью 9 л/ч. При этом окисляется 75, толуола, удельная скорость окисления 270 м г толуола/ч г катал 1затора. При пропускании паровоздушной смеси, содержащей 30 мг толуола, при тех же условиях окисляется 71,4% толуола, удельная скорость окисления 428 мг толуола/ч г катализатора При пропускании паровоздущной смеси, содержащей 21,4 мг метанола/л, со скоростью 15 л/ч при 350°С окисляется 100% метанола, удельная скорость окисления 642 мг метанола/ч г катализатора. Пример 2. В термостойкий стакан заливают 52 мл водного раствора азотнокислой меди с концентрацией 2,4 г-атом меди/л, 248 мл воды и при перемешивании добав