Катализатор для окисления диоксида серы Советский патент 1982 года по МПК B01J23/22 C01B17/69 

(54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ДИОКСИДА Изобретение относится к катализаторам для окисления диоксида серы и может быть использовано в производстве серной кислоты контактным способом, при переработке газовых смесей с повышенным содержанием диокстода серы, а также в процессе очистки газовых выбро сов от диоксида серы. Известен катализатор для окисления диоксида серы на основе окислов ванадия на носителе с добавками окислов каЛИЯ и цезия, причем окислы калия и цезия взяты в отношении 6:1 к окислам ва Иадия, а содержание окислов ванадия в катализаторе составляет 12-20 вес. %. В качестве носителя используют алюм силикат следующего состава, вес. %: StO 87, примеси 1, из которого далее удаляют избыток окИси алк миния (с 12 до 6 вес. %) {l . Активность катализатора при 5ОО С 85%, 46О°С 76%, 420°С 63% при о&ьемиой скорости 1ОООО ч. Концентрация диоксида серы в воздухе 7 об. %. OnСЕРЫнако данный катализатор харбистервэуется сравнительно низкой каталитической актЕ ностью в области рабочих температур (480-5ОО°С), ие превышающей 85%. Известен такжо катализатор для окно ления диоксида серы, состояпгай из пятен окиси ванадия с добавками щелочных прсялоторов - соединений натрия, калия, рубидия и (или) цезия на носителе диатомите, содержащем SiO2, СаО. Oviecb щелочных промоторов в пвр&счете на окислы содержит, мол. %: Na-iO 5-30, ЯЬзР и (или) CSjO 1S-35, К,О 8-35. Активность катализатора при 485 С 9О,2 91%, при 42О°С - 57,8-59,7% при стандартном испытании 2, Наиболее близким к изобретению является катализатор для окисления диоксида серы з, содержашЕй, мае. %: V7 Oj 6-7 KjO9-10 СаО2-3 Носитель-S Oi 56-62 & Сульфаты (в п&ресчете на S О) 18-19 AE-jO +fef) Не более 5 АКТИВНОСТЬ катализатора составляет 85-88% при 485С. 18-22% при 42ос (испытания проводились в стандартных условиях), что является недостаточным, особенно в области низких температур. 11ель изобретения - повышение акти&ности катализатора. Указанная цель достигается каталиЬатором для окисления диоксида серы, содержащим 7,5-15 мае. % пятиокиси ванадия, 10-15 мае. % окиси калия и но ситель, в качестве которого катализатор содержит алюмосиликат, содержащий 5-15% асбесту - остальное. Отличительным признаком предлагаемого катализатора является использование в качестве носителя алюмосиликата, содержащего 5-15% асбеста, а также но вое количественное содержание компонен тов. Сущность изобретения заключ&ется в следующем. Катализатор готовят методом пропи ки асбестсодерхсащих алюмосиликатных носителей растворами смеси солей ванадия и сульфата калия. Асбестсодержащие алюмосиликатнь е носители содержат в своем составе 5-10 мае, % хризотилили антофвллитасбеста и 85 - 95 мае. % алюмосиликата. Хризотил - асбест содержит, мае. %: 54О241,б; 42,2; Г е20з1,5; 13,8 и AEjO 0,9. . Состав антофиллитасбеста, мае. %: SiOj 59,4; ACjOg 0,6; Ге.О 6.7; 29,9 и 3,4. Носитель имеет следующие структур ные характеристики: насыпной вес 0,54 г/см, объем пор 0,7-0,8 , поверхность ЗОО-5ОО м /г, радиус пор 30-50 L Концентрацию растворов варьируют так, чтобы вводить требуемое количеств во активных окислов в состав катализатора, и при этом не допустить кристалли зации солей. Режим пропитки во всех опытах пост явный. Соотнощение Ж:Т 3:2, темпера тура пропитки 80-9О°С. Время 2-3 ч. Пропитанный- носитель подвергают термо обработке - сутнке при t и прокалке при t 650-700 С в течение 3-4 ч. Использование асбесте о держащего алю мосиликатного носителя, являющегося г& 14 терогелевой системой, состоящей из кристаллической (асбест) и аморфной (алюмосиликат) фаз, при нанесении на него активных компонентов (окислы ванадия и калия) позволяет создать новую физико-химическую систему. На границе раздела аморфной и криоталлических фаз по месту -существования дефектов структуры возникают качес веннр новые дополнительные активные центры, что приводит к повышению активности катализатора в щироком диапазоне температур. Пример. 50 см носителя ( мм), содержащего 5% хризоти№асбеета, 92,5% и 2,5% , пропитывают 75 см раствора, содер-ч - Г . жащего 80 г/дм KjSO4 и 6О г/ам KVO (в пересчете ) при t 8О90°С в течение 2ч. О бразец т ермо обра баты вают: сущат при t 12О°С и прокаливают при t 65О7ОО°С 3 ч. Готовый катализатор содержит, вес. %: VnOg 7,5; KjO lO и носитель - остальное. Пример2. 50 см носителя (d3°2-5 мм), содержащего 1О% антофиллитасбеста, 86,25% S-lO и 3,75% ACjC, пропитывают 75 см раствора, содержащего 10О г/дм K.S04 и 80 г/дм KVO (в пересчете наУ2О5) при 8О-90 С в течение двух часов. Образец термообрабатывают аналогично примеру 1. Готовый катализатор еодержит, вес. %: Y2O5 11,9; KjO 12 и носитель - остальное. П р и м е р 3. 5О см носителя ( мм), содержащего 15% антофиллитасбеста, 80% 5-(О2 и 5% ,, пропитывают 75 см раствора, содержащего 12О г/дм К2504 и 10О г/дм KVO (в пересчете иа ) при t 8О-9О С в течение двух часов. Образец термообрабатывают аналогично примеру 1. Готовый катализатор содержит, вес. %: 15; К2О 15 и носитель - остальное. Образцы катализаторов испытывают на активность в лабораторной установке прг точного типа при стандартных условиях. Газовая смесь состоит из 10% S О2 и 90% воздуха. Объемная скорость ра&на 4000 ч. Активность оценивают степенью превраще1шя (Х%) бОт. 1ФИ прохождении газовой

55 &2116

смеси через слой катализатора, загружен- ки предлагаемого и известного каталиэагного в контактную трубку. Характеристи- торов приведены в .табпвпе.

Как видно из таблицы, предлагаемый катализатс может быть использован в игарском интервале температур. По активности он превосходит известный на 5-6% при t 485с, на , 4О-42% при Ь 420°С. Формулаизобретения Катализатор для окисления диоксида серы, содержащий пятиокись ванадия, окись калия и носитель, отличающ и и с я тем, что, с целью повьшения активности катализатора, в качестве носителя он содержит алюмосиликат, соде1 . жаший 5-15% асбеста, при следующем содержании кс онентсж, мае. %: Пятиокись ванадия7,5-15 Окись калия10-15 НосительОстальвое Источники информации, принятые во виимаиие при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 432916, кл. В О1 I 23/О4, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР № 42О328, кл. В О1 J 23/22; 1971. 3. Авторское свидетельство СССР № 116О93, кл. В О1 J 37/ОО, 1958. (прототип),