Катализатор для синтеза аммиака Советский патент 1980 года по МПК B01J23/745 B01J23/78 B01J35/06 C01C1/04 

(54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ СИНТЕЗА АММИАКА

I

Изобретение относится к катализатору для синтеза аммиака, содержадцса о металлы группы железа, и может быть использовано в химической промышленности в производстве аммиака из азота и водорода.

Небольшее распространение в процессе промышленного синтеза аммиака получили железные катализаторы, содерж&« пшв в качестве структурообразующих цромсггоров трудновосстанавливаемьте окислы, например, плавленный стандартный катализатор CAp-l содержит и др. окислы rij,

Недостатком стандартного промышле ного катализат(Ч)а является низкая каталитическая активность при пониженных температурах синтеза.

Для повышения удельной активности широко используется диспергирование катализатора на инертном носителе. В к честве носители в катализаторах для синтеза аммиака используют, например.

ОКИСЬ алюминия, двуокись кремния, карбид или угопь t.

Однако такие катализаторы не нашли промышленного применения в синтезе аммиака ввиду относительно малой механической прочности и недостаточного вькода аммиака.

i

Наиболее близким к предлагаемому является катализатор для синтеза аммиа10ка, содержаишй 2-25 вес,% железа, 0,5-2 вес.% окиси щелочного металла на носителе- окиси алюминия, двуокиси кремния, асбесте. Известный катализатор готовят, например пропиткой окиси

15 алюминия раствором щалочи, прокаливанием при 590-900 С, а затем на нее наносят соединение железа, р злагаюшееся при нагреве до окисла железа, который восстанавливают всдород20содержашим газом при С 3J.

Недостатком известного катализатора на носителе является низкая активHo iTb при температурах ниже 45О С, так производительность катализатора при 400С составляет 87,5 , .Цель изобретения - повышение актив ности катализатора. Поставленная цель достигается тем, что катализатор для синтеза аммиака, содержащий железо о окись щелочного металла на носителе, в качестве носителя содержит стеклоткань.,из алюмоборосиликатного стекловсяокна при еле дующем соотношении компонентов, вес,% Огеклоткань. Окись щелочного металла0,S-2 . ЖелезоОстальное, Катализатор согласно изобретению обладает повышенной активностью, по .сравнению с известным, так производительность настоящего катализатора при 400° С составляет 248-267-i lJ i Стеклянные волокна отличаются по своей структуре от всех волокон минерального происхождения, например асбеста. Они имеют гладкую поверхность и строго цилиндрическую форму на всем протяжении при диаметре 5-7 мкм и обладают высокими механическими и те мическими свойстдами {при температурах до 70ОС), Сплетенные в нити волокна являются исходным материалом дая изготовления стеклоткани. Для при готовления катализатора используют стеклоткань Т-1О.: Удельная поверхнос стеклоткани, определенная по методу БЭ составляет 1 , а удельный вес 1,16 г/см , Образцы катализаторов готовят пропиткой стеклоткани раствором щелочи с последующей сущкой, пропиткой раст . . вором азотнокислого железа прокаливанием при 59О-9ОО С и восстановление при 425-59О°С Каталитическую акти ность определяют на образцах объемом 0,5 см при давлении 1 атм и скорос ти пропускания стехиоьдатрической азот водородной смеси 7,5 л/ч , Активност оценивают по содержанию аммиака (в об.%) в отходящем синтеэ-гаэе при раэ лнчных температурах синтеза. Пример. Катализатор, состояий из Opl7 г железа и 0,580 г текл ОБОПОКна готовят пропиткой куска теклоткани размером 100 cм в расторе азотнокислого железа с концентраией 1ОО г/л, затем прокаливают и востанавливают |азото-водородной смесью при 450 С, Готовый катализатор содер жит, вес, %: 2,77 железа и 97,23 стекловолокна. Выход аммиака при 400°С для этого катализатора составляет 0,031 об. %, П р и м е р 2, Катализатор, состоящий из 0,017 г железа, 0,010 г окиси калия и 0,58 г стекловолокна, готовят i пропиткой стеклоткани размером 1ОО см в 10%-ном растворе К20, затем сушат, пропитывают в растворе азотнокислого железа с концентрацией 100 г/л, прокаливают и воссталавливают азото-водородной смесью при 450 С, ГсгговьШ катализатор содержит, вес,%: железа 2,8, окиси калия 1,65 и стекловолокна 95,55. Выход аммиака при - 0,О56 об. %, П р и м е р 3, Катализатор, состоящий из 0,047 г железа, О,010 г окиси калия и 0,58 г стекловолокна, готовят как в примере 2, при этом концентрация раствора азотнокислого железа составляет 2ОО г/л. Готовый катализатор содержит, вес,%: железа окиси калия 1,57 стекловолокна 91p5. Выход аммиака при для этого катализатора 0,168 об,%. П р йг м е р 4, Катализатор, состоящий из 0,098 г железа, О, KgO и 0,58О г стекловолокна, готовят как в примере 2, при этом концентрация раствора азотнокислого железа составляет 4ОО г/л. Готовый катализатор содержи1 вес%: железа 14,39, окиси калия О,44 в стекловолокна 85,17. Выход аммиака при 4ОО С для этого катализатора О,22О об. %, Результаты сравнительных испытаний активности катализаторе по примерам 1-4, стандартного промышленного катализатора СА-1 и известного катализатора приведены в таблице.