Изобретение относится к ванадиевым катализаторам для окисления сернистого ангидрида в серный, а также к способам их приготовления.
Известен катализатор для окисления сернистого, ангидрида (СВД), имеющий состав, мпс.%;
Пятиокись ванадия 6-7 Окись калия 9-10 Окись кальция 2-3 Серный ангидрид .18-19 Окись алюминия + + окись железа Не более 5 Катсшизатор СВД получают сухим смешением компонентов природного диатомита с-сульфо- или пиросульфованадатом Калия. Смешение диатомита и пятиокиси ванадия производят одновременно с тонким измельчением. Твердую измельченную фазу.-.смеюивают с раствором бисульфата калия и гранулируют в присутствии пластификатора. Полученные гранулы сушат при 12О®С и прокаливают .при . В процессе прокаливания образуется пиросульфованадат. калия KjSriO-,-VjOs 1.
Известен также катализатор для окисления сернистого ангидрида БАВ (бариево-алюмо-ванадиевый катализа-. тор), имеющий состав, мас.%:
Пятиокись ванадия 8
Окись калия 11
Двуокись кремния 35 5 Окись бария 28
Окись алюминия 4
Хлор5
Окись железа 1
Другие примеси 8 0 - Катализатор БАВ получают методом смешения кислых растворов, содержащих хлористые соли алюминия и бария в соляной кислоте, со щелочным раствором силиката калия i Oj и ванадата каЛИЯ КУОз t2.
Основными недостатками катализаторов СВД и БАВ являются их низкая механическая прочность и высокая степень истираемости.
20
Степень истираемости за месяц эксплуатации составляет 8-30%/от первоначальной загрузки.
Наиболее близким к предлагаемому является катализатор для окисления сернистого ангидрида (ИК-4), содер1жащий, мас.%:
Пятиокись ванадия 8 Окись калия Серный ангидрид 20 Двуокись кремния Остальное Катализатор ИК-4 получают смешением гидрогеля кремниевой кислоты с щелочным раствором ванадата калия с последующим добавлением разбавленной серной кислоты для осаждения пятиоки ей ванадия, упариванием, гранулирова .нием полученной массы, сушкой при 1рО-120°С 2-4 ч и прокаливанием при .500-600°С 1-2 чр 3. Недостатками известного катализатора являются его невысокая актив.ность в области высоких температур при 485°С константа скорости 1,16 с ат , а также невысокая механическая прочность: Прочность на раздавливание, кг/гранулу3-4, Истираемость пыли, прошедшей через сито 1 мм,% 25 Цель изобретения -повышение активности и механической прочности катализатора. Указанная цель достигается тем, что катализатор для окисления сернис того ангидрида, включающий пятиокись ванадия, окись калия, серный ангидРИД и двуокись кремния, дополнительно содержит окись бария и окись хром при. следующем содержании компонен.тов, мае.%; Пятиокись ванадия 7,1-9,6 Окись реалия 11,1-14,9 .. Окись бария1,3-4,9 Окись хрома 0,9-1,6 Серный ангидрид.17,0-20,0 Двуокись кремнияОстальное Катализатор готовят предлагаемым способом, заключающимся в смешении гидрогеля кремниевой кислоты со щелочным раствором ванадата калия, добавлении разбавленной серной кислоты упаривании, гранулировании, сушки при 100-120 С 2-4 ч и прокаливании при 500-600 0 1-2 ч с последующей до ,полнительной обработкой катализатора 25-30%-ным раствором стеаринового комплекса хрома в изопропиловом спир те и 10-40%-ным раствором хлористого бария с сушкой и охлаждением после каждой .обработки и повторной обработ кой полученного катализатора 10-58%ным раствором серной кислоты и сушко Сущность изобретения заключается а следующем. Катализатор готовят методом смеще ния гидрогеля кремневой кислоты с ще лочным раствором ванадата калия с по .следующим .приливанием разбавленной серной кислоты для осаждения пятиоки си.ванадая в гидратированной форме при рН 3-7. Упаренную массу (влажность 30-40%) гранулируют и сушат Eja воздухе при 100-120 с 2-4 ч и прокаливают при 500-бОО С 1-2 ч.Зерна катализатора обрабатывают хромола нпм,.(гидрофобизирующим веществом), представляющим собой 25-30%-ный раствор стеаринового комплекса хрома в изопропиловом спирте, содержащий 4,45мас.% Сг, после сушки при 100120 0 1-1,5 ч и охлаждения. Далее катализатор обрабатывают раствором хлористого бария 10-40%-ной концентрации, вторично сушат при 100-120 С 1-1,5 ч и после охлаждения подвергают действию серной кислотой 10-58%ной концентрации с последующей сушкой при 100-120°С 1-2 ч. Пример 1. К гидрогелю кремниевой кислоты в количестве. 193,8 г с влажностью 75% приливают 64,2 г (53,3 лл) щелочного раствора ванадата калия (концентрации 505 150 г/л, мольное отношение к V205 равно 3:1) и затем небольшими порциягл добавляют 30,6 г (20,4 мл) раствора серной кислоты (1:1 об.), доводя рН пульпы до 3-4. Контактную массу, подсушенную до влажности 30%, экструдируют, гранулы подсушивают при 110120°С 3 ч и затем прокаливают при 3 ч. Полученный катализатор обрабатывают 25%-ным раствором хромолана, содержалщм 4,4 мйс.% Сг, в количестве 13,65 г и подсушивают при 120°С 1 ч, затем обрабатывают 40%-ным раствором хлористого бария в количестве 18,2 г V25 мл), 10%-ным раствором, серной кислоты в количестве 53,5 г .50,3 мл) и вновь сушат при 120°С 1 ч. Полученный катализатор имеет состав, мас.%: Пятиокись ванадия7,3 Окись калия11,2 Серный ангидрид17,0 Окись бария4,9 Окись хрома0,9 Двуокись кремнияОстальное Пример 2. Аналогично примеру 1 к гидрогелю кремниевой кислоты в количестве 163,5 г с влажностью 75% приливают 66,6 г (55,3 мл) щелочного раствора ванадата калия и затем додавляют 40,7 г (27,2 мп) раствора серной кислоты (1:1 об.), доводя рН пульпы до 3-4. Зерна приготовленного катализатора по той же методике (на 100 г катализатора) последовательно обрабатывают 25%-ным раствором хромолана, содержащего 4,4 мас.% Сг, в количестве 22,75 г, 40%-ным раствором хлористого бария в количестве 0,1 г (12,5 мл), 5%-ным раствором серной кислоты в количестве 4,1 г (2,75 мл) и просушивают при 120°С 1 ч после каяшой обработки. Полученный катализатор имеет состав, мас.% Пятиокись ванадия 9,4 Окись калия14,6 Серный ангидрид 20,6 Окись бария2,5
Окись хрома1,6
Двуокись кремнияОсхальйое
; Пример 3. Зерна катализатора в количестве 100 г, приготовлвнного по рецептуре примера 1/,посяедовательно обрабатывают 30%-ным раство-ром хромолана, содержащего 5 мас..%
3 +
в количестве 22,7 г, 40%-ным
Сг
раствором хлористого бария в количестве г (25 мл),10%-ным раствоtooM серной кислоты в количестве ; 53,5 г (50 мл) и просушивают при 120°G 1 ч после каждой обработки.
Полученный катализатор имеет состав,. мас.%:i. Пятиокись ванадия 7,1 Окись калия , 11,1 Серный ангидрид 17,3 Окись бария 4,8 Окись хрома 1,5 Двуокись кремния Остальное П. р и м е р 4. Зерна катализатора в количестве 100 г, приготовленного по рецептуре примера 2, последователь но обрабатывают 28%-ным раствором хро молана, содержащего 4,7 мас.% Сг, в количестве 22,75 г, 1б%-ным раствором хлористого бария в количестве 18,2 г (25 мп), 58%-ным раствором (Серной кислоты в количестве 2 г (1,35 мл) и просушивают при .. .1 ч после каждой обработки. 5 Полученный катализатор Имеет состав, мас.%:
Пятиокись ванадия9,6
Окись калия14,9
Серный ангидрид20,0
0 Окись бария1,3
Окись хрома1,6
Двуокись кремнияОстгшьное
Катализатор испытывают в реакций окисления сернистого ангидрида в ла5 бораторных условиях (стандартных).
Сравнительные характеристики катализаторов по их активности, прочности и степени истираемости приведены в таблице,
0 Испытания катализаторов на активность проводят в проточной установке при объемной скорости 4000 ч а начальной концентрации сернистого газа
в воздухе 10 об.%. Испытания на нс5 тираемость проводят на шаровой мельнице (5000 об.).
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| Катализатор для окисления сернистого ангидрида | 1975 |
|
SU599833A1 |
| Катализатор для окисления сернистого ангидрида | 1980 |
|
SU925380A1 |
| Катализатор для получения фталевого ангидрида | 1972 |
|
SU622388A3 |
| Катализатор для окисления @ -ксилола или нафталина во фталевый ангидрид | 1979 |
|
SU1147244A3 |
| Способ окисления двуокиси серы | 1974 |
|
SU509210A3 |
| Катализатор для окисления двуокиси серы | 1979 |
|
SU910177A1 |
| Способ приготовления катализатора для окисления сернистого ангидрида | 1981 |
|
SU992084A1 |
| Способ приготовления катализатора для окисления диоксида серы | 1982 |
|
SU1113165A1 |
| Способ удаления сажи из выхлопных газов дизельных двигателей | 1983 |
|
SU1530083A3 |
| Способ приготовления блочных катализаторов для окисления сернистого ангидрида | 1977 |
|
SU725698A1 |
Как видно из таблицы, предлагаелвлй катализатор обладает повышенной активностью в области высоких температур - при 485с каталитическая активность на 10-25% выше, чем у известного.
Механическая прочность предлагаемого катализатора в 1,5 раза вьеие, а степень истираемости в 2 раза ниже, чем у известного.
Формула изобретения
ангидрид и двуокись кремния, отличающийся тем, что, с целью повышения активности и механической прочности катализатора, он дополнительно содержит окись бария и окись хрома при следующем содержании компонентов, мас.%:
Пятиокись ванадия7,1-9,б
Окись калия -11,1-14,9
Окись бария1,3-4,9
Окись хрома0,9-1,6
Серный ангидрид17,0-20,0
Двуокись кремнияОстальное
. 2. Способ приготовления катализатора для окисления сернистого ангидида, включающий смешение гидрогеля кремниевой кислоты с щелочным раство
. 9 20818
ром ваиадата калия, добавление раз-охлаждением после каждой обработки,
бавленной серной кислоты, упариваниеи полученный катализатор повторно обгрсшулирование, сушку при 100-20Р Срабатывают 10-58%-ным раствором сер2-4 м и прокаливание при 500-600°Сной кислоты и сушат.
1-2 ч, о т л и ч а ю ц и и с я тем/Источники информации,
что с целью получения катализатора с,принятые во внимание при экспертизе
повышенными активностью и механичес- 1. Мухлёнов И.П. Технология катакой прочностью, катализатор дополни-лизаторов. Л., Химия, 1974, с. 154.
тельно обрабатывают 25-30%-ным раст- 2. Там же, с. 116, 117.
вором стеаринового комплекса хрома в 3. Технические условия на каталиизопропиловом спирте и 10 40%-ным О затор ИК-4, ТУ 6-09-5510-80 (протораствором хлористого бария с сушкой и.тип).
