Катализатор для окисления @ в @ Советский патент 1983 года по МПК B01J35/02 B01J23/22 C01B17/69 

Изобретение относится к произволе ству катсшизаторов для гетерогенных процессов, находящих применение при проведении различных химических peaw ций, в частности катализаторов для окисления сернистого ангидрида. 5

Известен катализатор для окисления SOj в -SOj на основе пятиокиси ванадия и солей щелочных металлов, выполненный в виде колец, у которых высота примерно .равна их наружному Ю диаметру 1 Такие кольца получают путем штампования сырой массы или крупки катализатора на таблет-прессах. Как в том, так и в другом случаях, получают, кольца, у которых с минимальная толщина стенки равна 3 мм и катализатор еще не работает в кинетической области.

Известен также катализатор корончатой (1юрмы, выполненный в виде кольца с волнистой наружной поверх- 20 ностью 2 .

Ближайшим решением поставлен-ной задачи является катализатор на основе ванадия, выполненный в виде цилиндра с наружным диаметром, равным высо-25 те, и коаксиальным отверстием, которое является глухим с опорной диафрагмой, и катализатор имеет пррходную канавку на одном или обоих торцах, причем диаметр коаксиального 30 отверстия равен 0,3-0,5 наружного диаметра, толщина стенки диафрагмы 0,2-0,4 наружного диаметра и площадь сечения проходных канавок равна 0,05-0,1 квадрата наружнрго диа- 35 метра Сз1Катализатор получают путем штампования.:

Опыт отечественной катализаторной про1 ишленнрсти по г роИзводству ,. ванадиевых катализаторсэв на таблетпрессах в виде таблеток (СВД, СВНТ) и колец (СВС) показал, что процесс таблетирования приводит к быстрому выходу из строя дорогостоящего.прессинструмента. К тому же из-за трудное-45 ти центровки пуансона, оформляющего внутренее отверстие кольца, наблюдается радиальное смещение и поомка пуансона.

До сих пор отсутствуют таблет- 50 прессы с необходимой степенью надежности для работы в промышленных усовиях.

В то жевремя одним из преимуеств кольцевых катализаторов явля- cj ется более низкое гидравлическое сопротивление их слоя. .

Целью изобретения является снижение гидравлического сопротивления слоя, увеличение механической проч- О ости и повышение активности катализатора.

Указанная цель достигается тем, то катализатор выполнен в виде илиндров ( трубок ) с толщиной сте- 65

нок 1,0-2,5 мм и отношением высоты к наружному диаметру 1,-4,0.

Катализатор получают формованием влажной катализаторной массы на непрерывно действующих формователях. Далее катализатор подвергается сушк и прокалке.

Катализатор по изобретению обладает низким гидравлическим сопротивлением - 85-210 . ст., повышенной механической прочностью до 8 кг/см длины цилиндра, при этом активность катализатора повышается в 1,1-2 раза.

Пример. Катализатор состава: VjOs- - 9%, 38%, Сг(Н2Р04)з 3% Si.02 - 50% получают следующим образом. 50 г сухого носителя (белая сажа, диатомит, силикагель) смешивают с 9 г пятиокиси ванаДия, 38 г пиросульфата и 75 мл водного раствора, содержащего 3 г Сг(Н2РО) . и 1 г поверхностно-активного вещества. Полученную массу подвергают пластикации на шнековом пресс-формователе течение 1-2 мин с одновременным перемешиванием. Массу после пластикации экструдируют на том же фор ювтеле через фильеру с размером канала мм. Полученные цилиндры (трубки) с наружным диаметром 5 мм и толщиной стенки 1 мм сушат при в течение 1 ч и, прокашивают при 500°С в течение 1 ч во вращающейся печи. В результате термообработки получаются цилиндры (трубки) длиной.от 8 до 20 мм. Константа скорости окисления сернистого ангидрид |На таком катализаторе равна 2,5 сЬт при 485°С. Гидравлическое сопротивлние слоя трубок в 1,6 раза меньше гидравлического сопротивления слоя колец диаметром и высотой,равной 5 мм.

Пример 2. Промышленную мао-г к,о i -- .

су СВД ( 6%,-rr%- 3,. дгга омит 2 .Г остальное) формуют на шнековом п)есс-формователе ПФШ-150 через фильеры с размером канала мм. Далее полученные трубки сушат и прокаливают по технологии катализатора СВД гранулированного. После сепарации получают трубчатый катализатор СВД диаметром 8 мм, толщиной стенки 2 мм и длиной 12-32 мм.

Константа скорости окисления S02 .в SO а, измеренная при 485 С, равна 1,35-1,45 с атм-, гидрав- . лическое сопротивление слоя в 1,8-2,0 раза ниже гидравлического сопротивления слоя гранул диаметром 6 мм и высотой 10 мм.

Замена гранулированного катализатора СВД на трубчатый на двух первых слоях в промьшшенйом контактном аппарате производительностью 360 т в сутки позволила увеличить газовую цагрузку на негк с 50000 до 55000 , т.е. на 8%, и снизить вес загружаемой массы на 26%. Примерз. Промышленную формовочную массу СВД формуют экструзионным способом через фильеру с размером канала 10 5 мм. Далее полученные трубки сушат и прок ливают по технологии катализатора СВД гранулированного. Готовый катализатор диаметром 10 мм, толщиной стенки 2,5 мм и длиной 15-40 мм характеризуется кон стантой скорости окисления сернисто го ангидрида на нем, равной 1,31,4 с атм-, и гидравлическим сопр тивлением слоя в 2,3-2,5 раза ниже гидравлического сопротивления слоя гранул диаметром 6 мм и высотой 10 Результаты испытаний представлены в таблице. Таким образом, катализаторы по Изобретению обладают высокой актИвностью на единицу веса и объема и отличаются низким гидравлическим сопротивлением слоя, низким насыпным весом, т.е. меньшим весом загрузки на 1 т вырабатываемой кислоты. По сравнению с кольцами, имеющими длину, равную наружному диаметру, трубчатый катализатор, засыпанный .внавал, отличается меньшим гидравлическим сопротивлением при той же активности. Описанная форма катализатора снимает проблему промышленного производства высококачественных катализаторов и позволяет получать катализаторы с значительно более высокими эксплуатационными параметрами. Это позволяет увеличить удельную производительность кднтаКтных аппаратов, снизить нормы загрузки катализатора, расход электроэнергии на транспортировку газа примерно на 25% и не менее чем в 1,5 раза повысить срок службы катализатора.

КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ 80 в 80 на основе пятиокиси ванадия .с промоторами, выполненный в виде . цилиндра,-о тличающийся тем, что, с целью снижения гидравлического сопротивления слоя, увеличения механической прочности и повышения активности катализатора, ципиндр имеет толщину стенок 1, мм и отношение высоты цилиндра к его наружному диаметру составляет 1,5-4,0, § (Л 00 о ;о

По примеру 15 8-101,0210

По примеру 28 12-322,0125

По примеру 310 15-402,585

Кольца СВС88 3250

2,5

3,5

1,45 8 4 1,40 . 2

1,20