Катализатор для очистки газов производства фталевого ангидрида Советский патент 1982 года по МПК B01J23/889 

(54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ПРОИЗВОДСТВА ФТАЛЕВОГО АНГИДРИДА

1

Изобретение относится к катализаторам для очистки газов от органических веществ, например отходящих газов производства фталевого ангидрида от фталевого, малеинового ангидридов и 1,4-нафтохинона, и может быть использовано в химической промыщленности.

Известны три типа катализаторов для очистки отходящих газов производства фталевого ангидрида. Цельнометаллические, или смешанные катализаторы, где металлы Pt-группы или их смеси с неблагородными металлами наносятся на нержавеющую сталь. Катализаторы с регулярным расположением элементов (соты, рещетки), промотированные мтеллами Pt-группы или окислами неблагородных металлов. Насыпные катализаторы - их активное вещество - металлы Pt-группы или окислы неблагородных металлов наносятся на lf-Al2Oj, которая представлена в виде шариков, таблеток, гранул неправильной.формы или окис.лы неблагородных металлов в форме зе.рен 1.

Указанные катализаторы имеют недостатки. Катализаторы из благородных еталлов

и их окислы подвержены действию контактных ядов, катализаторы из окислов неблагородных металлов имеют небольшую механическую прочность, термически неустойчивы, имеют небольшой срок службы. Все катализаторы трудоемки в изготовлении и имеют высокую стоимость. Использование природных материалов (руд), в качестве катализаторов дожига даст ряд существенных преимуществ. Низкая стоимость, доступность упростят в целом процесс каталитического дожига выбросов производства фталевого ангидрида.

Известен также катализатор для очистки газов производства фталевого ангидрида, представляющий собой концентрат марганцевой руды (пиролюзит). При использовании концентрата марганцевой руды дли очистки выбросов производства фталевого ангидрида при 480 500°С, объемной скорости 2000-3000 , концентрации выбросов в пересчете на фталевый ангидрид 1,1 - 1,В г/м степень очистки составляла 95,7- 96,6% 2.

Недостатком, данного катализатора является низкая активность и термическая неустойчивость пиролюзита. Пиролюзит (MnOj существует в двух модификациях у и /5 , из которых более активной является /-МпОгПри нагреве пиролюзита выше 530°С/-МпО2 переходит в У-МпгО и окислительная способность пиролюзита необратимо падает.

В связи с объемными превращениями концентрата, он растрескивается с образованием Л1елких частиц, что увеличивает гидравлическое сопротивление слоя.

Цель изобретения - увеличение активности, термостойкости и расширения ассортимента катализаторов для очистки газов производства фталевого ангидрида.

Указанная цель достигается тем, что в качестве катализатора для очистки газов производства фталевого ангидрида применяют передельный малофосфористый марганцевый шлак производства углеродистого ферромарганца.

Передельный малофосфористый марганцевый шлак производства углеродистого ферромарганца ранее применялся для выплавки силикомарганца и металлического марганца 3 и имеет следуюшии состав вес. о/о: МпО 40-75; SiOz 15-40; AljOj - 1-8; FeO 0,1 - 1,0; CaO 1 - 10; MgO 1-2; P 0,005-0,06; прочие окислы - остальное 4

В процессе работы кусочки шлака не претерпевают объемных превращений и сохраняют свою форму, что не влияет на гидравлическое сопротивление слоя. При температуре 500-550°С, нагрузке на шлак 6000-8000 ч , суммарном содержании фталевого и малеинового ангидридов 1,2- J г/м степень очистки достигала 97,7%..

Выбор передельного малофосфористого марганцевого шлака в качестве катализатора для очистки газов производства фталевого ангидрида обусловлен его высокой химической активностью, что подтверждается данными лабораторных испытаний. Как катализаторы дожига испытаны в основном все существующие в стране ферромарганцевые шлаки с повышенным содержанием окислов марганца; малофосфористый марганцевый, отвальный силикомарганца, шлаки углеродистого и среднеуглеродистого фер. ромарганца. Результаты испытаний шлаков по каталитическому дожигу модельной смеси фталевого ангидрида показывают, что ферромарганцевый малофосфористый шлак производства углеродистого ферромаганца является наиболее активным и термо- и механическистойким катализатором для очистки газов производства фталевого ангидрида.

Испытание катализатора проводят при температуре в зоне катализатора 450-600°С, расхода воздуха 450-600 л/ч, объемной скорости 6000-8000 ч . Суммарная концентрация фталевого, малеинового ангидридов и 1,4-нафтохинона в воздухе составляет 1,2-1,7 г/м, длительность испытаний 77 ч.

Результаты процесса окисления представ лены в таблице.

Наиболее оптимальным режимом является температура порядка 550°С, объемная скорость 8000 ч. При этом степень окисления смеси до СО2 и НзО достигает 97,7%.

В результате проведенных испытаний ме ханическая прочность шлака, его состав, насыпной вес остались без изменения.

6000 7000 7000 6000 8000 7000 8000 9000

аооо

8000 8000

96,0 95,8 95,8 97,2

97,7 96,8 97,6 97,7 97,6 97,8 97,9

Формула изобретения

Применение передельного малофосфористого марганцевого шлака производства углеродистого ферромаганца в качестве катализатора для очистки газов производстна фталевого ангидрида.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Торопкина Т. Н. и др. Каталитические методы очистки воздуха от органических

веществ. Обзорная информация.-«Промышленная и санитарная очистка газов, сер.

ХМ-14. М., ЦИНТИХИМНЕФТЕХИМ, 1977, с. 4.

. 2. Цыбенко А. В.- и др. Очистка промышленных выбросов от органических примесей в слое пиролюзита. «Химическая технология, АН УССР, 1972, № 4, с. 53-55.

3. Еднерал Ф. Л. Электрометаллургия стали и ферросплавов. М., «Металлургия, 1977, с. 426-430.