Катализатор для окисления сернистого ангидрида Советский патент 1982 года по МПК B01J23/22 C01B17/69 

качестве носителя нитрид кремния. Это позволяет увеличить на 14-20% удельную активность катализатора по сравнению с прототипом.

Катализатор готовят путем смешения нитрида кремния со щелочным раствором ванадата калия, гелем кремниевой кислоты, этилсиликатом и серной кислотой при рН 4-5. Доля двуокиси кремния в составе кремнезема, вводимой в виде этилсиликата, составляет 10-50 мае. %. Контактную массу, полученную в форме гранул, прокаливают при 540-620° С 2-4 ч.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами,

Пример 1. Порошок нитрида кремния в количестве 100 г смешивают с 54 г гидрогеля кремниевой кислоты (влажность 75%) и массу тщательно перемешивают. К полученной смеси приливают 132 г (102 мл) ванадатного щелока (концентрация VaOs 159 г/л, мольное отношение K2O/V2O5 3:1) и затем небольшими порциями добавляют 23,2 г (15,5 мл) раствора серной кислоты (1:1 об.), доводя рН пульпы до 4-5, после чего приливают 32,4 г (30,8 мл) этилсиликата (содержание SiOa 40-41 мае. %). Смесь тщательно гомотенизируют. Контактную массу подсушенную до влажности 30%, экстрагируют. Гранулы просушивают при 110- 120° С в течение 3 ч и прокаливают при. 550° С 2 ч. Полученный катализатор содержит, мае. %:

VsOs9,0

К2014,0

SiOa15,0

SisNi62,0

Пример 2. Аналогично примеру 1 готовят контактную массу из 100 г нитрида кремния; 52 г гидрогеля кремниевой кислоты; 40,3 г (35 мл) ванадатного щелока (концентрация VsOs 143 г/л, мольное отношение К2ОА2О5 2,03 : 1); 5,3 г (3,5мл) серной кислоты (1:1 об.) и 3,45 г (3,25 мл) этилсиликата. Гранулы катализатора сушат при 110-120° С 6 ч и прокаливают

Сравнительные данные по каталитической активности образцов катализаторов

при 580° С 2 ч. Полученный

катализатор имеет состав, мае. %:

4,0

42

11,5

80,3

Пример 3. Аналогично примеру I готовят контактную массу из 100 г нитрида кремния; 24,8 г гидрогеля кремниевой кисоты; 59,0 г (51,4 г) ванадатного щелока (концентрация V2O5 146 г/л, мольное отнощение K2O/V2O3 2:1); 7,95 г. (5,3 мл) серной кислоты (1:1 об.) и 3,4 г (3,2 мЛ) этилсиликата. Гранулы сушат при ПО- 120° С 4 ч и прокаливают при 600° С 2 ч. Катализатор имеет в своем составе, мае. %:

5,9

6,1

6,0

82,0

Испытание катализаторов на активность проводят в проточноциркуляционной установке при 485° С, концентрация ЗОз 11 об. % и Ог 17,1 об.% в исходной реакционной смеси и при объемной скорости для диффузионной области около 1,4 с и кинетической 2,6 .

За меру активности принимают значения констант скоростей реакции, полученных в диффузионной области на зернах промышленных размеров, или значения удельных констант скоростей, полученных в кинетической области. Термостойкость оценивают по изменению констант скоростей после обработки катализаторов в токе реакп;ионной смеси при 700° С в течение 10 ч. Значения удельных констант скоростей находят путем отнощения констант скоростей, измеренных в кинетической области, к соответствующим значениям, удельной поверхности образцов катализаторов.

Результаты испытаний нредставлены в таблице.

Как видно из таблицы, значения удельных констант скоростей реакции для катализатора на основе нитрида кремния на 14-20% нревышают аналогичные значения для катализатора на основе маршалита.

Термостойкость катализатора по изобретению находится на уровне известного катализатора. После термоиспытания сни.жение констант скоростей для него составляет 5-13%, в то время как для промышленных катализаторов СВД и БАВ в аналогичных условиях 27-35%, то есть общее повышение термостойкости составляет для предлагаемого катализатора 14-30%.

Формула изобретения

Катализатор для окисления сернистого ангидрида, содержащий пятиокись ванадия, окись калия, двуокись кремния и носитель, отличающийся тем, что, с целью увеличения удельной активности катализатора, в качестве носителя он содержит нитрид кремния при следующем содержании компонентов, мае. %:

4,0-9,0

Пятиокись ванадия 4,2-14,0 Окись калия 6,0-15,0 Двуокись кремния Остальное. Нитрид кремния

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Мухленов И. П. Технология катализаторов, Л., «Химия, 1974, с. .154.

2.Мухленов И. П. Технология катализаторов, Л., «Химия, 1974, с. 116.

3.Авторское свидетельство СССР № 599833, кл. В 01 J 23/22, 1975 (прототип).