Катализатор второй ступени для окисления аммиака Советский патент 1980 года по МПК B01J23/78 C01B21/26 

. ..

Изобретение относится к химическим процессам, например к катализу, в част ности к катализаторам для окисления Йммиака в окись азота в производстве азтной кислоты, гидроксиламинсульфата.

Известен катализатор, содержащий 16«.30 вес.% окиси хрома, 2-80 вес.% окиси цинка, 2-70 вес.% окиси ник1еля, и/или 2-80 вес.% окиси магний и/или 2-5 вес.% хромата лития l. Этот катализатор при температурах 900-950 С в давлении 7 ата имеет достаточно вы- сокую механическую прочность (135- l4O кг/см ). Однако, в протхессе длительной эксплуатации первоначальная прочность постепенно снижается и, например, после трех месяц работы составляет уже 120 кг/см .

По сохранению механической прочности в процессе длительной эксплуатации ближайшим аналогичным катализатором является катализатор состава, вес,%: Рерд 78,7-79,7 19,6-20; М 0,3-1,7 2. Известный катализатор при 900С и атмосферном давлении имеет активность 94-97% и механическую прочность ЗОО-ЗЗО кг/см Ч Однако при температуре 910 С и давлении 7,3 ата механическая прочность известного катализатора постепенно снижается, например, через 1ООО ч работы до 26О кг/см. Активность известного катализатора в этих условиях составляет 94-95%.

o

Целью изобретения является увеличение срока службы катализатора при повышенных температуре и давлении.

Поставленная цель достигается тел,, что катализатор второй ступени для окис5ления ак«миака, содержащий окись железа и промотирующие добавки, в качестве промотирующих добавок содержит окись циркония, цирконат бария и окись kaль- ция или окись цинка, или окись никеля, или окись магния при следующем соот-: ношении компонентов, вес.%:

Окись циркония 3,5-6,5

Цирконат бария 0,1-1,0 Окись кальция или окись цинка или окись никеля или окись магния. 3,5-6,5 Окись железаОстальное Отличительными признаками изобрете нИя является содержание в составе ката лизатора окиси циркония, цирконата бария, окиси кальция или окиси цинка, или окиси никеля, или окиси мйгния и приве денное соотношение компонентов. Необходимость введения в состав катализатора цирконата бария связана с его цементирующим действием в широкоминтервале температур (150-1ООО на компоненты, входящие в состав катализатора. Более того, наличие в составе катализатора смеси окислов TiK) или Z;rOj,-CaO, или 2rOj,ZiO, илиZr Oa - ЫЮ создает предпосьшки для образования MglvO,, или Са7., или 2,,rOj, или NtZ-rOj, которые сами по себе явл$потся высокотемпературными цементами, способствующими как увели- ченгао механической прочности, так и термостабильности, поскольку образующиеся соединения являпотся более термо стойкими, чем чистые окислы. Количест образовавшихся соединений, а, следова тельно, Их влияние на термическую стой кость (спекание, усадка) и механическу прочность (устойчивость к истираншо, эрозии) прямо пропорционально как темп paTjrpe, при которой осуществляется ката йитический пр{щесс, так и длительности эксплуатации катализатора. Так, первоначальные механическая прочность и активность предлагаемого катализатора 16Q-17O кг/см и 94,2% cooTBeTCTBeHHoj после 1ООО ч работы при. 910 С и давлении 7,3 ата, проч-

727209 ность увеличивается до 355 кг/см., а активность - до .96,2%. Активность из.вестного катализатора в этих условиях ocraefcH равной 94-95%, а прочность уменьшается до 260 кг/см. Пример 1. Для получения 1 готового катализатора состава, вес .%; . Fe2.O.j86,9 2.V-02.6,5 MgO6,5 BaZy-Oj0.1 Берут 4400 г РеСМОь) . ЭН-О; 140,9 г.7,гО(НОз),- 2Н,,0; 41,4 г Mg(NO,,) 1 г BaZrOj. Отвешенные компоненты смешивают, размалывают в шаровой мельнице и разлагают при 350-400°С до полного прекращени я выделения окислов азота. Полученную массу охлаждают, измельчают в шаровой мельнице до размера частиц не более 0,5 мм, добавляют 1-1,5% графита и прессуют таблетки нужного размера. После этого таблетки прокаливают при 800°С втечение-6 ч. Первоначальная механическая прочность полученного катализатора 150160 кг/см , выхЪд окиси азота при давлении 7,3 ата и температуре 91 в комплексе с 6 платиноидными сетками 94,0 - 94,2%. П р и мер ы 2-4. Катализаторы готовят аналогично примеру 1, но только вместо азотнокислой сопи магния берут азотнокислые соли кальция, цинка или никеля. Состав катализаторов по примерам 1-4, а также величины исходной механической прочности и активности и черезЗОО ч работы в условиях реакции по примеру 1 приведены в табл. 1, Таблица 1:

0,1 6,5-- -160

6,5

0,55-.5,0--165 5,0

1,0--3,5-170 3,5

О,55- -5fO170 5,0

5 727209

В табл. 2 приведены сравнительные , стоящего и известного катализаторов в данные по активности и прочности на-зависимости от срока службы.

Активность,

Предлагаемый Прочность, кг/см

Акт1шность, Формула изобретения Катализатор второй ступени для окисления аммиака, содержащий окись железа и промотйрующие добавки, отличающийся тем, что, с пелью уве- 30 личения срока службы катализатора при повышеннык температурах и давлении, он содержит в качестве промотирующих добавок окись циркония, цирконат бария t и окись кальция или окись цинка, или 35 окись никеля, или окись магния при следующем соотношении компонентов, |Вес.%:,.

Таблица2

94,1 95 04,8 94,5 94,3 94,S

160 170 195 286 336 355 94,2 94,6 95,О 95,8 95,9 96,2 п по по {п Окись циркония3,5-6,5 Шрконат бария0,1-1,0 Окись кальция или окись цинка или окись нйкепя или окись магния3,5-6,5 Окись желедаОстальное Источники информации, инятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР заявке N9 2451956/О4, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР заявке № 23О18О9/О4, 1976 ототип).