Катализатор для окисления диоксида серы и способ его приготовления

 

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к катализатору (КТ) для окисления диоксида серы. Цель - повышение механической прочности и термостабильности КТ. Он имеет состав, мас.%: пентоксид ванадия 7-9; оксид калия 9-11; оксид церия , или оксид празеодима, или оксид неодима, или их смесь 1-5; триоксид серы 0,3-0,4; диоксид кремния остальное . Приготовление КТ ведут пропиткой силикагеля щелочным раствором ванадата и пиросу:;1ьфата калия при 80-90 С, сушкой при 100-120 с и прокаливанием при 500-700°С 2-3 ч, носитель предварительно активируют раствором нитрата Се, или Рг, или Nd, или их смесью концентрацией 60 - 100 г/дм в пересчете на оксид с последующей термообработкой при 450 - 650°С в течение 2-10 ч и сушкой при 90-130°С (2-6 ч). Способ позволяет получить КТ с высокой механической прочностью гранул на раздавливание: 25,5-26,7 МПа, а также с повьшенной термостабилы остью,, характеризующейся снижением активности за 10 ч термоиспытаний при 700°С на 1,2-5,0%, что приводит к увеличению срока эксплуатации в промьшшенных контактных системах в 1,5-2,0 раза. 2 с,п. ф-лы, 2 табл. (О (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COLlHAËÈÑTÈ×ÅÑHÈÕ

РЕСПУБЛИН

97 А1 (191 (111 ц11 4 В 01 J 23/22 37/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4189095/31 "04 (22) 17.11.86 (46) 07.09.88. Бюл. 11 - 33 (71) Ленинградский технологический институт им.Ленсовета (72) И.П.Мухленов, Я.В.Мирский, Е.И.Добкина, Т.С.Петухова, С.М.Кузнецова, А.M.ËàðèoíoB, З,Г,Филиппова, Н.И.Лобас и Н.А.Добровинская (53) 66.097.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 141852, кл. В 01 J 23/22, 1961.

Авторское свидетельство СССР

N - 925380, кл. В 01 J 23/22, 1980. (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ДИОКСИДА СЕРЫ И СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к каталитической химии, в частности к катализатору (КТ) для окисления диоксида серы. Цель — повышение механической прочности и термостабильности КТ. Он имеет состав, мас.%: пентоксид ванадия 7-9; оксид калия 9-11; оксид церия, или оксид празеодима, или оксид неодима, или их смесь 1-5; триоксид серы 0,3-0,4; диоксид кремния остальное. Приготовление КТ ведут пропиткой силикагеля щелочным раствором ванадата и пиросульфата калия при

80-90 С, сушкой при 100-120 С и прокаливанием при 500-700 С 2-3 ч, носитель предварительно активируют раствором нитрата Се, или Рг, или Nd, или их смесью концентрацией 60—

100 г/дм в пересчете на оксид с последующей термообработкой при 450650 С в течение 2-10 ч и сушкой при

90-130 С (2-6- ч). Способ позволяет получить КТ с высокой механической прочностью гранул на раздавливание:

25,5-26,7 МПа, а также с повышенной термостабильностью,,характеризующейся снижением активности за 10 ч термоиспытаний при 700 С на 1,2-5,0% что приводит к увеличению срока эксплуатации в промьшшенных контактных системах в 1,5-2,0 раза. 2 с.п. ф-лы, 2 табл.

1421397

Изобретение относится к производству ванадиевых катализаторов для окисления диоксида серы.

Целью изобретения является повышение механической прочности и термостабильности катализатора за счет дополнительного содержания в нем оксида церия, или оксида неодима, или оксида празеодима, или их смеси при определенном содержании компонентов, а также за счет определенных условий

его приготовления.

Пример 1 ° 100 см силикагеля фракции 3-5 мм обрабатывают 150 см нитрата, церия концентрацией 60 г/дм (в пересчете на оксид) при 80 С в о течение 2 ч, затем сушат при 90 С в течение 6 ч и прокаливают в пароО воздушной смеси (40 пара) при 450 С в течение 10 ч. Образец охлаждают и пропитывают 150 см раствора концентрацией 80 г/дм KVO> (на оксид) и

100 г/дм K S O при 80 С в течение о

3 ч, затем сушат при 100 С в течение о

4 ч и прокаливают при 500 С в течение 3 ч.

Катализатор испытывают в процессе о окисления диоксида серы при 485 С в стандартных условиях на проточноциркуляциднной установке: состав исходной газовой смеси: 7,5 SO, 11

О, 81,5% И и на проточной установке: состав исходной газовой смеси

10 SO, 90 воздух, объемная скорость 4000 ч .

Термостойкость катализатора оценнваю1 по изменению констант скоростей до и после термоиспытаний при

700 С в течение 10 ч.

Механическую прочность гранул катализатора на раздавливание определяют на экстензометре ИПГ-1, Остальные образцы по примерам 214 приготовлены аналогично образцу по примеру 1. Условия приготовления образцов катализатора, их состав и результаты их испытаний представлены в табл. 1 и 2, Как видно иэ данных, представленных в табл. 1.и 2, введение катионов

Се, Pr u Nd в состав катализатора в количестве 1-5 мас. . приводит к. увеличению механической прочности гранул катализатора на раздавливание до 25,4-26,7 МПа, а также к повышению термостабильности катализатора, характеризуется снижением активности о за 10 ч термоиспытаний при 700 С на

1,20-5,0, что приводит к увеличению

10 срока эксплуатации катализатора в

i 5-2 раза.

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

15 1. Катализатор для окисления диоксида серы,включающийпентоксид ванадия, оксид калия, триоксид серы и диоксид кремния, отличающийся тем, что, с целью повышения механической

20 прочности и термостабильности катализатора, он допдлнительно содержит оксид церия, или оксид празеодима, или оксид неодима, или их смесь при следующем содержании компонентов, мас.%:

Пентоксид ванадия 7-9

Оксид калия 9-11

Оксид церия, или оксид празеодима, или оксид

30 неодима, или их смесь 1-5

Триоксид серы 0,3-0,4

Диоксид кремния Остальное до 100

2. Способ приготовления катализа35 тора для окисления диоксида серы, включающий пропитку силикагеля щелочным раствором ванадата калия и пиросульфата калия при 80-90 С в течение

2-3 ч, сушку при 10g-120 С в течение

40 2-4 ч, прокаливание при 500-700 С в течение 2-3 ч, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью получения катализатора с высокой механической прочностью и термостабильностью, силикагель предварительно обрабатывают раствором нитрата церия, или раствором нитрата праэеодима, или раствором нитрата неодима, или их смесью концентрацией 60-100 г/дм в пересчете

50 на оксид при 80-90 С в течение 2-3 ч, сушат при 90- 130 С в течение 2-6 ч и о прокаливают при 450-650 С в течение

2-10 ч.

1421397

4 \ Cal СЧ

an с4 сч!

С Ъ

In л

СЧ сч

4 Ъ С»4 4Ч 4»Ъ

О

D о

Ю

4 о

Ю

4СЪ

Ю о л о о о о

44Ъ со о о о о ю о

Ъ О С о

СС4 О С

О О о о

О л

04 cd а сС

1 а и х х

01 Х 43

Э С 1 СЧ < СЪ СЧ < С Ъ СЧ O Со «Ч СЧ CV 1

О

Ю о о о о о о о -co о сч

Ю сч о о о о о сч о

Z4-К«

01 40 &4

1Н аи

l ! X cd 4C

В а1cA O aO

44Ъ

4 Ъ С 4

ln е

4»Ъ СЧ «4

4Ъ л

4 Ъ СЧ СЧ

4Ъ

44 С4 сч сч л

С( х

v х о («4а!х о

Ю an

00 00 о съ о

00 00 Ch

О СЪ О ф ф Оа съ о ф Ф о

Д а о «

1 х сс х о ах 2 М f «» V 1

О

ЦЪ

О сч

D сч о о о о о сч о о о о сч

Ю ° о о л СЧ

v» а о

40 5

1 0

1

1

3 О к о к о о

00 о о о со о л о о о ф Ю

° ° о о

«ч о

° n

О О СЧ

О О сч

cow x со йх

1 л

1 с с к

4»

О»

cd e — -:,, 1

1 айх о

О

С о о о

44Ъ О о о

44Ъ an

О О О

44Ъ СЪ 44Ъ

С In сО о о о

ЮЪ 4СЪ 44Ъ

4С4 О о о

0Ъ an

ln О

Ю

44Ъ

Ъ о

4"

61 а

1 х х щ fl ü ю

Ю

04 о

3 о а о

1 04 gХ хс-йо

04 40 Р,о

CO о ю о1 о о о

Ch 4»\ о.о о

ОЪ» С Ъ о о

° « Ъ

» ° х о

04 Oaf- т

1фоо

4С4

Са4 Са4 С Ъ

° 4Ъ л сч сч

4СЪ

° a

С 4 Cad СФЪ

СЪ

CV СЪ

Ф I

1 Й i Id fc и «- а1-v

Ю л

О 4Ъ

CO 00

О 44Ъ О ф ф й

О хЪ О ф 00 Оа

an o

CO ОЪ

О

04 cd IO Oo

О.oe

Х cd cd C df 1 о ах х

0О х х

cd a

Ю о о о сО (О

С4

° n о о о о со о о о о

ЧЪ ф О о о ф о

СЧ СС4 0 44Ъ О Л СО О4

3l х I с Ъ Я и о

° °

v о а х

-х х

Ц 1» о

Х IO

cd a

1» IO е о

01

Х 04 о

ld а

cd х

f о ок

cd а 4

IO Oc о .

Ф

Ф 04 сс О х

0 .Я

4 х

Ц о х о

И( О «Ч IO»0 СЧ IO O СЧ . ao < Сч СО

X о о

1 х аС4

1 «4

1421397

Таблица 2

Степень

Содержание компонент онстанта ости реа ри 485 С атм" аде ние кт ивости, Х превращения при

485 С, Х

К О

РЭЭ,О» елий По те ис

90,0

1,52

1,9

25,8

0 ° 3 82»7

О, 35 78,25

1,0

1„55

1,60

1,25

26>0

1,59

3,0

91,0

74,6 1,72 t,68

2,33 26,4

0,4

9t 5

5 0

0,3 82,25

0,35 78,45

1,69

2,38

26,6 t,66

91,5

1,О

90,7

1,58

1б55

1 90

25,8

3,0

1,60

3 61

74,7

1,66

25,9

0,4

5 0

90,5

1,77

Ы 73 90

3,95

82,4

1,70

26,1

0,3

t,0

91,8

2,84

78,,65

1,76

1,71

25,8 б

Nd 8,2 . 9,8

3,0

0 35

90,9

0,4

Nd 8,8 11,0

74,8

1,68

1,62

3,57 25,7

5,0

92,0

25,4 90,0

82,1 1,30

9,4

1,51

1,0 0,3

1,53

О,Pr,Nd 7,2

0,35 78,05 1,70 1,68

Се,Рг,Nd 8,1 10,0

Се,Рг,Nd 9,0 t1,0

Се бэ! 7б7

3,5

26,7

92,0

5,0

0,4

74,6

1,78 1,69

5,0

25,5

91,0

15,2

1,06 8,6

85,15

0,8

t 16

0,25

85,0

1,38 1,30

1,58 1,36

0,45 71,75

Се,Рг,Nd 11;1, 11,4

5,3

5,9

23,3

79,0

4,0- 4,29,0 14,0

6,015,0

14,0

Отсутствует

3,5

Отсутствует

Составитель Н.Путова

Редактор А.Ворович Техред А.Кравчук Корректор M.Øàðoøè

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Се 7,0 9,0

Се 8,2 10б2

Се 9,0 11,0

Pr 7,05 9,4

Pr 8 10,1

Pr 8,9 11 0

Заказ 4362(7 Тираж 519 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4(5

ПрочНОСТЬ гранул на раздавливанне, ИПа