Катализатор для окисления аммиака Советский патент 1981 года по МПК B01J23/83 B01J23/825 C01B21/26 

(54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ (ЖИСЛЕНИЯ; АММИАКА

Изобретение относится к катализатор рам контактного окисления аммиака до оксида азота, применяемого для получени ааотнс кислоты. Известен неплатиноидный катализатор на основе сжсида кобальта () с до бавхами сжсидов церия, неодима, лантана К шшмия следующего состава,%: Св02 3; NdjO 3;Ми, Ь. Максимальный выход оксида азота (94-95%) досгигнут при . Увеличение температуры до приводит к снижению селективности до 89-9О%. Недостатсж катализаторов на оксида кобальта () -низкая Т1ермнческая стабильность, приводящая к снижению выхода целевого продукта. Известен катализатор на основе оксида железа с добавками оксидов цериа иаи лантана 2. Однако при температуре выход оксвда азота составляет 85,2% (при - выход окаида азота (11) равен 89,0%), что является недостаточным для работы в промышленныхусловиях. Низкая селектиЕмость данной системы связана с тем, что изменяется фазовый состав ката лизатора при одновременном изменении его поверхностных свойств. Наиболее близким к предлагаемому является катализатор для окисления аммиака на основе oi.-оксида железа (ill) и модифицирующих добавок - оксидов и иттрия з, при сле11ующем соогношенив компонентов, вес.%: Оксид нттрня1-.2О Окснд висмута2-20 dL-оксид железа (ill) Остальное Катализатор при показывает се лективносгь, выраженную через вькод оксида азота, 95-96%. Недостатками этого катализатора является его низкая термостабильность. При повышении температуры до 85О С и эксплуатации в течение 98 ч работы выход оксида азота снижается необратимо до 86%. Цель изобрегенив - увеличение термортабиньносгв катализатора.

Указанная цель досгвгаегся кагалйааго ром для окисления аммиака на основе j|lоксида железа (111) и модифицирующих h добавок, в качестве когорых катализатор содержит оксид церия или оксид лантана, или оксид скандия, или оксид иттрия, н гнссид галлия 1фи следующем содержании компонентов, вес«%:

Оксид церия или оксид лантана, или оксид скандия, или (жсид иттрия О,2-5,0 Оксид галлия0,5-5,5

оС-(Яссид железа {ill) Остальное Щ еимуществом яастояшего изобретевня является высокая т мостабильность катализатора. В результате испытания катализатора в реакции окисления аммиака при 850-87О С в течение 9О ч снижение селективности (выхода оксида азота) не обнаружено.

Катализаторы испытывались на лабораторнсЛ установке окисления аммиака при расходе аммиачно оздушнс смеси 15ОЗОО л/ч, содержании 1О-11об.%,

--1 объемной скорости бООО-ЮООО ч температуре 850-90О®С.

П р и м е р. Для поиготовления 60 г .катализатора берут 285,72г )-ii. 9H.iO}O,27 FTStHC J -eHjO н Т,О4 г За(ЙО))8Н2О. Нитраты тщательно перемещивают и нагревают до полного выделения оксидов азота, паров Н НОз и воды. Полученную массу прижал ива юг в муфеде при в течение 3 ч на воздухе и таблетиоуют с 2% графита под Дав/ЮниеМ; 1,5 г/смД. Таблетки дробят на ранулы 2-3 мм и прокаливают при 3 ч. Получают катализатор состава, вес.%: CeOj O,2;Gerf) 5,5 и остальное.

Гримеры приготовления различных составов катализаторов в зависимости от соотношения исходных веществ и результаты испытания в реакции окисления аммиака приведены в табл. 1.

Увеличш1Ие т мостабильности катализаТора образованное твердыми растворами м ||иц фующей добавки, и оксида элемента третьей группы побочны) подгруппы

с с6-(жсидом железа представлено в табл. 2.

«

tt ta tt

V9

«

Ь

Рв/ 93,6} 5,0 вау|р5 1,4,свежий

РегОз 93,6;La; O5 5,0} GujO 1,4, работавший при 90О°С

97, 0,5j CeOj 2,0, свежий

FejO 97,5;Ga2O 0,5} Ce02. 2,0, работавший при

FeiO 96,0}Оа2.0з 2,0} 2,0, свежий

Fe 96,О}ва20з 2,O}

6 5c20 2,0, работавшей при 900 С

FejO 8i,O}Ga.jp2 9} - lO, свежий

FeiO,81 O}Ga20 9}

а ScjOj 10, работавший

FejO 96}Qaj,0 2}

9 kajO 2, свежий

Таблвца 2

5,5

135О

3,2

8,8

270

150О

1,0 29О

9,1 и d-Fe Oj, система твердый раствор ti С а О в

гематй-е

здо

8,7

0,7

2ООО

29О

6,3

10

96;Ga2O 2; UajO 2, работавший

, 9б;Са О- 2;

11 аРз свежий

12

96; , 2; 2, работавший Формула изобретения Катализатор для окисления аммиака на основе ot.-оксида железа (ill) и модифицирующих добавок, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения термостабильности, в качестве модифицирующих добавок кaтaлизaтof: содержит оксид церия или оксид лантана, или оксид скандия, или оксид иттрия и оксид галлия при следующем содержании компонентов, вес.%: Оксид церия,или оксид лантана, или оксид скандия, или.оксид иттрия0,2-5,0 Оксид галлия0,5-5,5 ot-оксид железа (111) Остальное

lO

856540

Продолжение габл.

20OO3,5

2809,1

2ООО1,1 Исто а1нки информации, (финятые во внимание при экспертизе г. 1.Патент Франции Nt 2187687, кл. В 01 Т 23/76, опублик. 1974. 2.Караваев М. М. и ;р. Исследование кагализаторов сжисления аммиака на основе окиси железа, активированных окислами редкоземельных элементов Урнал прикладной химии , 1976, т. 9,9 2, с. 276-279. 3.Авгорское свидетельство СССР по заявке Ns 2115264, кл. В 01 J 23/76, 1978(|фоготип).