Способ приготовления катализатора для окисления сернистого ангидрида Советский патент 1983 года по МПК B01J37/04 B01J23/22 

Изобретение относится к приготоаэлёнию высокотемпературных катализаторов для окисления сернистого ангидрида и может быть использовано 5 в. производстве серной кислоты контактным способом.

Известен способ приготовления катализатора для окисления сернистого ангидрида путем сметоивания крем- Ю неземистого носителя, например, диатомита, аэросила, силикагеля с активным компонентом - пятиокисью ванадия и сульфатом калия с последующими формованием катализаторной смеси, сушкой и прокаливанием Ll.

Недостатком известного способа является невысокая стабильность полученного катализатора при высоких температурах.20

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ пригог товления катализатора для окисления сернистого ангидридаЬутем смааенйя 25 кремнеземистого носителя, предварительно обработанного поверхностноактивным веществом в .количестве 2-10% от веса носителя и сформованного через фильеру диаметром 5 мм, JQ с активным компонентом, содержащим

пятиокись ванадия и окись калия, с последукиаим формованием, сушкой и прокаливанием 2.

Катсшизатор, приготовленный по известному способу, имеет относительно мелкопористую структуру. При длительной работе катализатора в высокотемпературной области происходит перестройка пористой структуры носителя и незначительное снижение каталитической активности.

Например, данный катализатор в течение 25 ч работы при сохраняет активность 89% неизменнойi однако через 63 ч работы при 700С. в токе газа, содержащего 10% SOi и 11% Qi, наблюдается уменьшение общего объема пор в 1,3 раза (0,7 ), увеличение радиуса пор в 1,2 раза (1300 А) и уменьшение удельной поверхности в 1,2 .раза (117 MVr) , в результате чего активность несколько снижается.

Недостатком известного способа приготовления является низкая активность получаемого катализатора.

Цель изобретения - получение катализатора с повышенной активностью.

Указанная цель достигается согласно способу приготовления катализатора для окисления сернистого ангидрида, заключающемуся в предварительной обработке кремнеземистого носителя фосфорорганическим соединением в количестве 0,2-0,4% от веса носителя, формовании обработанного носителя через фильеру диаметром 8-10 мм с дальнейтаим смешением сформованного носителя с активным компонентом, содержащим окись калия и пятиокись ванадия, формовании .катализаторной массы, сушки и прокаливании, при котором предварительную обработку кремнеземистого носителя ведут фосфорорганическим соединением- в количестве 0,2-0,4% от веса носителя и формование его через фильер диаметром 8-10 мм.

Кремнеземистый материал в виде порошка требуемой дисперсности смешивают с фосфорорганическим соединением, например, оксифосом, содержащим поливиниловый спирт, формуют через фильеру диаметром 8-10 мм, сушат и прокаливают при в течение 3 ч.

В результате введения растворов фосфорорганических соединений,.содержащих поливиниловый спирт, формования через фильеру диаметром 8-10 мм, сушки и прокаливания получают носитель с высокоразвитой крупнопористой структурой. Полученный носитель измельчают, смешивают с активным компонентом, полученную катализаторную смесь формуют на любом формующем устройстве. Отформованную массу сушат и проксшивают при 550°С в течение 2ч.

Введение фосфорорганических соединений, например оксифоса, менее 0,2% от веса носителя снижает пористую структуру носителя, более 0,4% от веса носителя приводит к уменьшению механической прочности массы носителя.

Применение фильеры диаметром менее 8 мм приводит к уменьшению порис тости носителя. Формование носителя через фильеру диаметром более 10 мм нецелесообразно вследствие неравномерной и длительной сушки, а также получения механически непрочного носителя.

Пример. 100 г аэросила смешивают с 60 мл раствора оксифоса (0,2 г) и поливинилового спирта (0,2 г), формуют через фильеру диаметром 8 мм, высушивают и прокаливают в течение 3 ч при . Охлажденные гранулы размалывают (остаток на сите 74 мк составляет 20-25%), берут 69 г носителя, 31 г измельченнего плава активного компонента, имеющего мольное соотношение 2,5:1, добавляют 32 мл воды, смешивают и полученную массу формуют в виде гранул диаметром 5 мм. ГрРанулы высушивают и прокаливают при в течение 2 ч.

Активность полученного в лабораторных условиях катализатора, определенная в стандартных условиях, при равна 90%. Катализатор имет общий объем пор - 1,2 , преобладающий радиус пор - 10000 Л и удельную поверхность, равную 57 . Катализатор, приготовленный по известному способу, на носителе-аэросиле, имеет активность 89% общий объем пор - 0,9 , преобладающий радиус пор 1000 А, удельную поверхность, равную 144. MVr.

Таким образом, в катализаторе по предлагаемому способу преобладающий радиус пор увеличивается в 10 раз.

Катализатор после.выдержки его в токе газа, содержащего 10% 50, 11% 0, в течение 25 ч работы при сохраняет активность неизменной - 90%.

П р и м е р 2. 100 г аэросила смешивают с 60 мл раствора оксифоса (0,2 г) и поливинилового спирта (0,2 г), формуют через фильеру диаметром 9 мм, высушивают и прокашивают в течение 3 ч при 700с. Охлажденные гранулы размалывают, берут69 г носителя-, 31 г измельченного плава активного компонента, имеющег мольное отношение . 2,5:1, добавляют 32 мл воды, смешивают и , полученную катализаторную массу формуют в виде гранул диаметром 5 мм. Гранулы высушивают и прокаливают при в течение 2 ч. Активность полученного в лабораторных условиях катализатора, определенная в стандартных условиях, при равна 90,7%. Катализатор имеет общий объем пор - 1,3 ,jjпреобладающий радиус пор - 13000 А и удельную по.верхность - 63 .

Катализатор после выдержки его в токе газа, содержащего 10% и 11% О, в течение 25 ч при сохраняет активность неизменной 90,7%.

Таким образом, в катализаторе пробладающий радиус пор увеличивается в 13 раз.

Примерз. 100 г аэросила смешивают с 60 мл раствора оксифоса (0,2 г) и поливинилового спирта (0,2 г), формуют через фильеру диаметром 10 мм,- высушивают и прокаливают в течение 3 ч при . Охлажденные гранулы размалывают, берут 69 г носителя, 31 г измельченного плава активного компонента, имеющег мольное отношение ,. 2,5:1, добавляют 32 мл воды, смешивают и полученную катализаторную массу формуют в виде гранул диаметром 5 мм.

Гранулы высушивают и прокаливают при 550°С в течение 2 ч. Активность полученного в лабораторных условиях катализатора, определенная в стандартных условиях, при равна 91%. Катализатор имеет общий объем пор .,5 ,-преобладающий радиус пор более 15000 А и удельную поверхность66 Vг.

Катализатор после выдержки его в токе газа, содержащего 10% SOn, 11% О, в течение 25 часов при сохраняет активность неизменной - 91%.

П р и м е р 4. 100 г аэросила смешивают с 60 мл раствора оксифоса (0,4 г) и поливинилового спирта (0,2 г), формуют через фильеру диаметром 8 мм, высушивают и прокаливают в течение 4 ч при ..Охлажденные гранулы размалывают, берут 69 г носителя, 3 г измельченного плава активного компонента, имеющего мольное отношение 2,5:1, добавляют 32 мл воды, смешивают и полученную катализаторную массу формуют в виде гранул диаметром 5 ivBui. Гранулы высушивают и прокаливают при в .течение 2 ч. Активность полученного в лабораторных условиях катализатора, определенная в стандартных условиях, при равна 90,5%. Катализатор имеет общий объем пор 1,3 , преобладающий радиус порболее 12000 А и удельную поверхность60 MVr.

Катализатор после выдержки его в токе газа, содержащего 10% SO,, 11% О, в течение 25 ч при сохраняет активность неизменной ,5%.

Таким образом, в предлагаемом катализаторе преобладающий ргшиус пор увеличивается в 12 раз.

Использование предлагаемого способа получения катализатора для окисления 50 в 50 позволяет увеличить преобладающий рада1Ус пор в 10-15 раз, что обеспечивает повышение активности термостабильного катализатора на 1-2%.

Формула изобретения

Способ приготовления катализатоа для окисления сернистого ангидрида, включающий предварительную обработку кремнеземистого носителя, формование и дальнейшее смешение сформованного носителя с активным компонентом,- содержащим окись калия и пятиокись ванадия, формование катализаторной массы, сушку и прокаливание, отличающийся тем, что, с целью получения катгшизатора

с повышенной активностью, предварительную обработку носителя ведут фосфорорганическим соединением в количестве 0,2-0,4% от веса носителя и формование обработанного носителя

осуществляют через фильеру диаметром 8-10 мм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 116093, кл. В 0-1 J 23/22, 1955.

2. Авторское свидетельство СССР № 432921, кл. В 01 .1 37/04, 1973 (прототип).