Способ определения каталитической активности катализаторов Советский патент 1980 года по МПК G01N27/46 

1

Изобретение относится к области определения активности катализаторюн и может найти применение/например, при определении активности ванадиевых катализаторов окисления сернистого ангидрида в серный.

Известны способы определения активности катализаторов, основаннь1е на определении выхода продуктов реакции. Чем больше выход продукта степень превращения исходного вещества) при определенных параметрах процесса, тем выше активность катализатора. Наиболее распространенными являются проточный и проточно-циркулярный способы и.

в проточном способе газовая смесь пропускается через слой катализатора в течение определенного времени, необходимого для достижения динамического равновесия между газовой фазой и катализатором, с последующим определением концентрации сернистого ангидрида на входе и выходе из реактора.

Недостатками поточного метода являются: большое количество катализатора, необходимое для его исследования, трудоемкость, длительность.

В проточно-циркуляционном способе измерения активности осуществляют путем определения концентраций компонентов в циркулирующей смеси. ПеремеS шивание газов осуществляется применением интенсивной циркуляции реакционной смеси через катализатор в замкнутом объеме при непрерывном поступлении и выведении газового потока, приfO чем количество циркулирующего газа должно значительно превышать количество вновь вводимого исходного газа. Циркуляция осуществляется с помощью насосов.

15 Недостатками проточно-циркуляционного способа являются: сложность аппаратурного оформления, необходимость достаточно большого количества исходных веществ и времени для достижения

20 стационарного состояния.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ определения каталитической активности катализаторов, содержащий пропускание газовой смеси через слой катализатора до достижения динамического равновесия между газовой средой и катализатором 2 .

Недостатками данного способа явля30 ются;малая точность измерения активности, необходимость использования большого количества катализатора в виде нарезанных мелко гранул, что осложняет процесс определения активности, трудоемкость, длительность, субъективность оценки анализа. Целью изобретения является уменьшение количества катализатора, требующегося длА определения его активн сти, упрощение и ускорение процесса увеличение точности измерения, ; Цель достигается тем, что измеряю|г разность потенциалов, возникающую н концах работающего слоя катализатЬра, с помощью каталитически инертн лх по отношению к исследуемой реакUJjoHHOfl среде электродов. i Кроме того, в качестве работающего слоя используют гранулу катализатора. ; Экспериментальным путем в лаборатррных условиях было установлено, Ч1го на концах работающего слоя (или HJa концах работающей гранулы катализ тора) возникает разность потенциалрв. Возникающая разность потенциалов, подобно степени превращения , зависит от всех параметров процесса, таких как концентрация вещества в газовой фазе, температура, состав катализатора, скорость газовЬго потока, высота работаклцего слоя (Ьлина работающей гранулы), величина .пЬверхности катализатора. На чертеже изображена схема процесса определения каталитической ак тивности ванадиевого катализатора, где в качестве слоя катализатора бе рется одна гранула. В трубчатый реактор 1 помещена гранула 2 катализатора, к концам которой подсоединены электроды 3. Возникающая на концах гранулы в процессе окисления сернистого ангидрида в серный разность потенциалов измерялась с помощью приборов, позв лякадих измерять разность потенциало или электродвижущую силу, таких как катодный вольтметр,электрометр, потенциометр. Разность потенциалов, возникающая на концах работающей гранулы ванадиевого катализатора, и степени превращения сернистого ангидрида на этом катализаторе зависят от состава активного компонента, от температуры, от количества активного компонента в катализаторе, от длины гранулы. Разность потенциалов и сте пень превращения симбатно меняются зависимости от каждого из перечисле ных параметров. Поэтому можно сдела ывод, что чем выше активность катаизатора, тем больше значение велиины разности потенциалов, возникаюей на концах работающего слоя (гранулы) катализатора. Поэтому по велиине разности потенциалов,, возникаюей на концах работающего слоя (гранулы) катализатора, можно судить об активности этого катализатора. Точность оценки активности катализатора по H3BecTHOfty способу составляет 15%. Точность в оценке активности в предлагаемом способе около 0,50%. Поэтому предлагаемглй способ можно считать эталонным для известного способа. Преимущество предлагаемого способа определения каталитической актив-, ности катализаторов заключается в возможности кспользования малого количества катализатора для определения его активности, процесс определения упрощается и ускоряется примерно в три раза по сравнению с известным, имеется возможность использования точных приборов, что исключает субъективность оценки активности, значительно увешичивается точность оценки активности катализатора. Формула изобретения 1.Способ определения каталитической активности катализаторов, включающий пропускание газовой смеси через слой катализатора до достижения динамического равновесия между газовой средой и катализатором, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности определения активности катализатора, измеряют разность потенциалов, возникаквдую на концах работающего слоя катализатора, с помсицью каталитически инертных по отношению к исследуемой реакционной среде электродов. 2.Способ по п.1, отличающий с я тем, что в качестве работающего слоя используют граи1/лу катализатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Борессов Г.К. и Слинько М.Г. Химическая промьаиленность, № 1, 19,.1955, с.3-18. 2.Кальман Ф.Н.,Бруцкус Е.Б. и Отерович Р.Х. Методы анализа при контроле производства серной кислоты и фосфорных Удобрений, м., 1965, с.5-30 (прототип).