Способ приготовления блочных катализаторов для окисления сернистого ангидрида Советский патент 1980 года по МПК B01J37/04 B01J23/22 C01B17/68 

1 Изобретение относится к способам приготовлениякатализаторов, в частности блочных катализаторов для окисления сернистого ангидрида. Известен способ получения блочных ванадиевых катализаторов для окисления сернистого ангидрида, заключающийся В том, что катализаторНУЮ массу, состоящую из ДИЗТОМИТОВОЙ земли, пятиокиси ванадия, карбоната калия и ВОДНОГО раствора жидкого сте ла, формуют Экструзией, полученные макаронообразные нити переплетают таким образом, чтобы они слипались В местах соприкосновения с образованием блоков, размером 12x20x20 CM Но так как невозможно практичес;ки регулировать процесс спекания от дельных нитей, в некоторых местах , ;блока ПОЯВЛЯЮТСЯ пустоты, а в других образуются конгломераты полностью сросшихся нитей катализатора. В итоге оказывается, что гидравлическое сопротивление блока по сечению неодинаково, значительная, часть газа проходит через имеющиеся в нем пустоты, часть катализатора не используется и появляе тся опасностьего перегрева в отдельных местах. Кроме того, изготовление крупноформатного блочного катализатора сложно. Ближайшим решением поставленной задачи являетсй способ получения блочного катализатора, например для синтеза аммиака, путем смешения мелкозернистого катализатора со связующим - алюминатом калия с последующим формованием его в блоки и термообработкой 2 . Однако вследствие гидрофильного характера поверхности:ванадиевых катализаторов связующее интенсивно поглощается внутрь зерен катализатора, В результате чего внутренняя поверхность гранул блокируется, увеличивается содержание нежелательных примесей, в частности окиси алюминия и резко снижгиотся их каталитические свойства. Целью изобретения является получение катализатора с повышенной активностью и удельной поверхностью. Указанная цель достигается тем, что зерна катализатора смешивают с шюминийсодержащим связующим, в качестве которого используют алюмофосфатное связующее в количестве 15-25% от веса катализатора, перед формованием пропитывают хромоланом в колиJuecTBe 12-30% от веса катализатора, cytiiat ,00брабатьюают раствором гйдро ркиси калия в количестве 15-30% от веса катализатора, суш&т, затем формуют в виде блоком и й|: Ьв6||; т термообработйу.- Полученные блочные катализаторы активнее известных катализаторов. IB 2,4-3 раза при и 3,7 раза при 485°С при примерно таком же гид равлическом сопротивлении,, что и у зернистых катализаторов. Кроме того, при приготовлении блочных катализаторов предлагаемым способом удельная поверхность исход ных катализаторов БАВ, СВД и ИК-4 не изменяется. Сущность способа заключается в слёдупцём. Зерна ванадиевых катали-заторов пропитывают раствором хромолана, су Шат досуха, смешивают с кЪнцентриро ванным раствором гидроокиси к&пия, сушат, охлаждают, приливают раствор алюмофосфатного связующего, тщатель перемеЬтвают и формуют на вибростен де, в блок. При формовании блоков с большими объемами целесообразно использование каркасов из металлическ сетки. Затем блок подвергают термообработке при 500-700 С в течение 0,5-3 ч. Хромолан представляет собой 40%ный раствор хромостеаринового комплекса в изопропиловом спирте (4,45,0 вес.% Сг + 3, рН раствора 4-5). В качестве исходного ванадиевого катализатора могут быть использЪваны различные его формы: гранулы, таблетки, окатыши, кольца и т.д. Растворы гидроокиси калия содержат 20-40 вес.% KgO. В качестве алюмофосфатного свяэукХаёго используют paictBOil состава вес.%: 41 PjO, 7-10 49-52 Н-О. Пример. 280 кг ванадиевог катализатора СВД смешивгиот с 33,6 к Х1р6мбмана, суши 11Гй«Шдухё йий пои температуре выше комнатной, охлаждгиют, обрабатывают 84 кг гидроокиси калия (20 вес.% KjO).сушат, охлаждают, вводят 42 кг гшюмофосфатно го связующего состава, вес.%: 41 P 7 и 52 HjO. тщательяд перемешивают , загружают .в каркас из сталь ной сетки, уплотняют на вибростеи725698де и проводят термообработку при 500 С в течение 3 ч. Получают сплошные цилиндры, D 1000 мм, Н 500 i«4. В примерах2-5 проводят опыт, как в примере 1. Пример 2. 189 кг кольцеобразного ванадиевого катализатора ИК-4 (Д 1060 X 200 мм, Н 500 мм) смешивают с 56,7 кг хромолана, 28,35 кг раствора гидроокиси калия 20 вес.% ) и 47,25 кг алюмофосфатного связующего тогб же состава,что и в примере 1. Термообработку проводят при в течение 1,5 ч. Пример J. 462 кг ванадиевого катализатора СВД смешивают с 55,44 кг хромолана, 69,3 кг раствора гидроокиси калия (40 вес.% К2О) и 69,3 г алкн4офосфатного связующего, состава, вес.%: 41 PjOy, 10 AEjO и 49 HjO. Термообработку проводят при в течение 0,5 ч. Получгиот полые цилиндры D 1000 X 400 мм, Н 1000 мм. Пример 4. Смешивают 0,75 кг кольцеобразного вангшиевого катализатора ИК-4 с 21,3 кг хромолана, 14,15 кг раствора гидроокиси калия (30 вес.% KjO) и 14,15 кг алюмофосфатного связующего того же состава, что и в примере 3. Массу уплотняют на вибростенде в специальной разъемной форме. После снятия формы проводят термообработку при 520°С в течение 2ч. Получгиот сплошные цилиндры, О 600 мм, Н 500 мм. Пример 5. Смешивгиот 12,6 кг гранулированного катализатора БАВ с 2,5 кг хромолана, 2,5 кг раствора гидроокиси калия (20 вес.% К2О) и 2,5 кг алюмофосфатного связующего того же состава, что и в примере 1. массу уплотняют в разъемной форме, форму снимают и проводят термообработку при 450°С в течение 2 ч. Получают параллелепипеды размером 300x300x200 мм. В таблице представлены результаты испытания ванадиевых катализаторов, приготовленных в виде блоков предпагаеьФ11М и известным способгми, а также в виде отдельных зереи. За меру активности принимают степень превргидения, измеренную проточным метйдом. Или константу скорости, найденную на проточно-циркуляционной установке, при 420 и 485°С.

Катализатор готовят смешением катализатора СВД с раствором алюмината калия, состава, вес.%: 17,0 ASjO, 29,4 и 53,6 , взятым в количестве 100% от веса катгшиэатора.

Формула изобретения

,

Способ приготовления блочных катализаторов для окисления сернистого ангидрида, включамошй смешение зереи катализатора с алюминийсодержащим свяэушшм с последующим формованием в виде блоков и термообработкой, отличающийся тем, что, с цепью получения катализатора с повиоенной активностью иудельной поверхностью, зерна катгшизатора перед формованием пропитывают хромоланом в количестве 12-30% от веса кат лизатора, сушат, обрабатывают раствором гидроокиси калия в количеств 15-30% от веса катализатора и снова сушат, а в качестве алюминийсодержащего связующего используют сшюмофос фатное связукшее в количестве 15-25% от веса катализатора.

ч

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент АНГЛИИ 1135247, кл. В 1 Е, опублик. 1968.

2.Авторское свидетельство СССР 423324, кл. В 01 J«37/04, 1973.