Катализатор для синтеза аммиака Советский патент 1983 года по МПК B01J23/89 C01C1/04 

(54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ СИНТЕЗА АММИАКА

Изобретение относится к катали- .заторам используемым в синтезе амтсиака.

Известен катализатор для синтеза аммиака, содержащий феррит кобальта, алюминат бария, окиси калия и железа СИ.

Однако этот катализатор обладает недостаточно высокой активностью.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемс 4у эффекту к предлагаемому является катализатор для синтеза аммиака, содержащий ферриты кобальта и магния, окиси кгшия и железа при следующем содержании компонентов , мае.%:

Феррит кобальта25-33

Феррит магния20-25

Окись калия-0,5-2,0

Окись железа Остальное 121. Недостатками этого катализатора являются его низкие активность и термоустойчивость. А именно, в интервал19 температур от 350 до 450°С, при РсЗОО атм, 30000 ч активность катализатора, определяемая по содержанию аммиака на выходе из колонки синтеза, составляет 8,3-21,0 об.% а термоустойчивость, как отношение констант скоростей при 400°С после

.перегрева Ка и до перегрева К.,, составляет .

Цель изобретения - увеличение активности и термоустойчивости каташизатора.

Указанная цель достигается катализатором для синтеза гшмиака, содержащим ферриты кобальта и магния, окиси

10 калия и железа и дополнительно двуокись рутения при следукицем содержании компонентов, мае.%:

Феррит кобальта 25-35 Феррит магния 20-25 Окись ка;г1ия0,5-2,0

15

Двуокись рутения 3-7 Окись железаОстальное

Отличительным признаком является дополнительное содержание двуокиси рутения при указанном содержании ком20понентов . .

Использование предлагаемого изобретения позволяет увеличить активность и термоустойчивость кат ализатора. Так, активность катализатора в

25 синтезе аммиака при аналогичных с известным катализатором условиях вйзрастает до 10,2-21,8 об.%(Против 8,321,0 об.% по известному), а термоустойчивость 67-70% (против

30 49% по известному). Пример 1. Катализатор, име (ций химический состав мас.%1 Феррит кобальта25 Феррит магния20 Окись калия0,5 Двуокись рутения 3 Окись железа51,5 готовят.следующим образом. . Из водных растворов, содержащих V26,7 г tQ(NO))- и 28,7 г N«$(N03)2 5%-ным водным растворо аммиака при осаждгиот. гидрооки железа и магния. Затем осаждаиот гид роокись кобальта из водного раствор содержащего 29 г Со (N03)2 HjO 5%-н водным раствором аммиака при рНгБ. в свежеосажденные гидроокиси добавля ют 3 г двуокиси рутения, тщательно перемешивают механической мешгшкой. Полученную массу гранулируют, сушат и прокаливсшзт при 400-800°. Катализаторную массу восстанавливают азотг водородной смесью (N jH,2, li3) при 100 aTM.,W 30000 ,.постепенно по вышая температуру от 300 до 475С через 25°С, выдерзкивая каждую температуру в течение 4 ч. После завершения процесса восстановления катализ тор охлаждают и пассивируют азотом, содержащим до 0,J.% кислорода, атечение 6 ч. Восстановленный и эапасаи ированный катализатор пропитываю спиртовым раствором целочи, содержащим 0,6 г КОН. Пример гг Катализатор имеющий химический состав мас.%г Феррит кобальта35 Феррит магния25 Окись калия . 0,8 Двуокись рутения 5 Окись железа .,2 Готовят следующим образом. Из водных растворов, содержащих 393j9 г Ре(гМО,)э-ЭНдО и 32 г McgCMOj )2 , 5%-ным водным раствором аммиака при осаждают гидроокиси железа и Магния. Затем осаждают гидроокись, кобальта из водного раствора, содержащего 42,6 г Со (МОз)26Н2О 5%-HfciM водным раствором аммиака, при . В свежеосажденные гидроокиси Добавляют 5 г двуокиси рутения, тщательно перемешивгиот механичес1{ой мешалкой. Полученную массу гранулируют; сушат и прокалива1от прц 400-800°. Катализаторную массу восстанавливают азот-водЬродной смесью, пассивируют и пропитывают спиртовым раствором КОН, содержащим 1,2 г КОН. Пример 3. Катализатор, имеющий химический состав, мас.%: Феррит кобальта 30 Феррит магния23 Окись калия2 Двуокисзь рутения 7 Окись железа38 готовят следующим образом. Из водных растворов, содержащих 387, 8 г Ре(МОэ)з-9Н20 и 25,6 г (NOj)i2; 6Н2О, 5%-НЫМ водным раствором аммиака при осаждают гидроокиси железа и магния. Затем осаждают гидроокись кобальта из водного раствора, содержащего 36,в г Со (N03)2 20 5%-ным водным раствором аммиака при . в свежеосажденные гидроокиси добавляют 7 г двуокиси ру Гения, тщательно перемешивают механи еской мешалкой. Полученную массу нулируют, сушат и прокаливают при 400.г800. Катали заторную массу восста навливают азот-водородной смесью, J пассивируют и пропитывают спиртовым раствором КОН, содержащим 2,4 г КОН. Результаты использования каташизаторов по предлагаемому изобретению представлены в таблице.

К2/К - отношение констант скороетай при после перегрева каталиэатора при в течение 20 ч (Kj) и до перегрева (К) .

.Формула изобретения

Катализатор для синтеза аммиака, содержа11{ий ферриты кобгшьта и маг- . ВИЯ/ окиси калия и железа о т л и ч а ю щ и и с. я тем, .что, с целью ..увеличения активности и термоустойчивости катализатора/ он дополнительно содержит двуокись рутения при следующем содержании компонентов мае. %:

Феррит кобальта

25-35 Феррит магния

20-25 Окись калия

0,5-2,0 Двуокись рутения

3-7 Окись железа

Осташьное

Источники информации, принятые во внимание при экспоотизе : 1. Авторское свидетельство ССС 697178, кл. В 01 J 23/76, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР №535958, кл. В 01 J 23/76, 1975 (прототип).