Способ приготовления катализатора для конверсии окиси углерода Советский патент 1980 года по МПК B01J37/00 B01J23/80 C10K3/02 

При этом происходит выделение свободной азотной кислоты. Для связывания азотной кислоты, выделившейся по реакциям (1) п (2), вводят малахит и окись цинка

СиСОз -Си{ОН)2 -f 4НМОз 2Cu(N03), + C03 + 3H,0(3)

ZnO + 2HN03 Zn(N03)2 + H2O (4)

Образовавшиеся по реакциям (3) и (4) азотнокислые соли меди и цинка затем осаждают щавелевой кислотой и т. д., т. е. проводят реакции (1) н (2). А затем добавляют алюмосодержащий компонент, который можно добавлять совместно с введением малахита и окиси цинка.

Отличительными признаками изобретения является дополнительное периодическое введение малахита и окиси цинка в смесь азотнокислых солей меди и цинка со ш,авелевой кислотой до остаточного содержания окислов азота в получаемой катализаторной массе 0,05-0,15 кг/кг (в пересчете на азотную кислоту).

Применение предлагаемого способа приготовления катализатора позволяет снизить содержание окислов азота в получаемой катализаторной массе с 1,03-1,2 кг (в пересчете на ННОз) до 0,15-0,05 кг на 1 кг готового катализатора и, следовательно, уменьшает загрязнение окружаюпдей среды, снижает вредность производства и удешевляет производство катализатора.

Пример 1. Смешивают 60%-ные растворы азотнокислых солей меди и цинка:

Си(МОз)2-ЗН20 - 173 г Zn(N03)2-6H2O - 142 г

Нагревают до 80-90°С, при непрерывном перемешивании всыпают ш,авелевую кислоту Н2С2О4-21120 - 180 г, приливают дистиллированную воду - 100 мл. Затем порциями вводятг малахит (ОиСОз-Ои(ОН)2 - 84 г), окись цинка (ZnO - 39 г), ш;авелевую кислоту {Н2С2О4-21 20 - 180 г), дистиллированную воду - 100 мл. Порции добавляют 5 раз через 20-30 мин. Затем вводят алюмосодержащий компонент в виде гидроокиси алюминия (А1(ОН)з - 5,35 г). Алюмосодержащий компонент в виде гидроокиси алюминия можно вводить с первой порцией компонентов.

Массу сушат при температуре 110- 120°С, прокаливают - при 350-500°С. При сушке и прокалке катализаторной массы выделяется 0,15 кг (в пересчете на НЫОз) на 1 кг готового катализатора.

Получают 1,0 кг массы состава, вес.%: GuO 38, ZnO 27, АЬОз 35, которую смещивают с 20 г графита, увлажняют 90 мл 20%-ного раствора бихромата меди и таблетируют.

Общий расход сырья на получение 1 кг катализатора составляет, г:

Си(ЫОз)2-ЗН20173

Zn(N03)2-6H20142

СиСОз-Си{ОП)2 420 ZnO195

А1(ОН)з535

П2С204-2Н2О1080 (небольшой

избыток)

Н2О, мл600

Катализатор испытывают на активность в реакции конверсии окиси углерода с водяным паром на лабораторной проточноциркуляционной установке- при атмосферном давлении в следующих условиях.

Состав исходного газа, об.%: СО 12; СОг 10; Н2 55; N2 23.

Объемная скорость - 5000 , соотношение пар/газ 0,7.

Катализатор берут в виде таблеток с размерами: диаметр 6,0 мм, высота 4,0 мм, с объемом загруженного катализатора 1,0 см и насыпным весом 1,2 кг/л.

Константа скорости К при 225°С равна 4,9 .

Механическая прочность на раздавливание 210-230 кг/см.

Пример 2. Приготавливают и испытывают катализатор по примеру 1, только уменьшая порционные расходы компонентов н увеличивая количество порций. Расход компонентов. Первая порция, г:

аи(НОз)2-ЗН2О116

Zn(N03)2-6n2094

Н2С204-2П20120

П2О, мл60-70

Вторая и последующие порции через 10-15 мин:

ОиСОз-Ои(О)256

ZnO26

Н2С2О4-2Н20120

П2О, мл60

Всего вводят 9 порций. Вместе с последней порцией вводят алюмосодержащий компонент (А1(ОН)з - 535 г).

Прн сушке и прокалке катализаторной массы выделяются окислы азота 0,10 кг (в пересчете на НКОз) на 1 кг готового катализатора.

Химический состав катализатора и общий расход сырья аналогичен примеру 1. Пасыпной вес составляет 1,3 кг/л. Механическая прочность на раздавливание 200-350 кг/см2.

П р и м е р 3. Приготавливают и испытывают катализатор по примеру 1, уменьшая порционные расходы и увеличивая количество порций.

Первая порция, г:

Си(ЫОз)2-ЗП2058

Zn(N03)2-6n2047

П2С2О4-2П206

HzO, мл30

Вторая и последующие порции через 5-10 мин.

GuC03-Gu(OH)228

ZnO13

H2C204-2H206

H2030

Всего 16 порций.

На последней вводят алюмосодержащип компонент {А1(ОН)з - 535 г).

При сушке и прокалке катализаторной массы выделяется 0,05 кг окислов азота (в пересчете на HNOa) на 1 кг готового катализатора.

Сравнительные данные по эффективности известного способа и способа по данному изобретению

Химический состав и общий расход сырья аналогичен примеру 1.

Насыпной вес равен 1,25 кг/л.

При 225°С константа скорости К равна 4,85 .

Механическая прочность на раздавливание 215-335 кг/см2.

В таблице приведены сравнительные данные по эффективности известного и предлагаемого способов.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР 269152, кл. В 01J 37/00, 1969 (прототип).