Способ приготовления катализатора для очистки отходящих газов от диоксида серы

 

Изобретение касается каталитической химии, в частности способа приготовления катализатора для очистки отходящих газов от диоксида серы. Цель изобретения - повышение активности и механической прочности катализатора. Процесс ведут формованием, сушкой (лучше при 120-150°С в течение 4-6 ч) и прокаливанием (желательно при 650-700°С в течение 2-3 ч) катализаторной массы. Для ее изготовления используют феррифосфатный ксерогель, который получают осаждением мочевиной из железофосфорсодержащего раствора при молярном соотношении оксида железа - пентаоксид фосфора - мочевина 1,0: 0,15-0,65 : 3,0-3,5, с последующей пропиткой ксерогеля раствором нитрата меди при содержании меди в нем по отношению к массе ксерогеля 0,1-0,15 мас.%. Активность нового катализатора превосходит активность известного на 7% при прочностных характеристиках его на 6,6 МПа более высоких, чем известного. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСЙУБЛИН (19! (!1) Al (g1)g В 01 J 37/00, 23/74

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

1l0 ИЗОИ ЕТЕНИЯМ И ОТНРЫГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4495797/31-04 (22) 18.10.88 (46} 30.12.90. Бюл. Il 48 (71) Ленинградский технологический институт им. Ленсовета (72) И,П.Мухленов, Е.И.Добкина, В.В.Печковский, Л.С.Ещенко, С,М.Kysнецова, И.E.Ïðîäàí, А.М.Ларионов, Н.А.Добровинская, Е.В.Куприянова и E.È.Ãåëüìàí (53) 66.097.3(088.8) ;(56) Патент СССР Ф 745353, .кл. В 01 J 23/70, 1977о

Гетерогенные каталитические процессы. ЛТИ им.Ленсовета, Л., 1986, с.83-87.

Авторское свидетельство СССР

У 1003880, кл. В 01 J 23/76, 1981. (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ОЧИСТКИ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ОТ ДИОКСИДА СЕРЫ (57) Изобретение касается катапитической химии, в частности способа

Изобретение относится к производ ству катапизаторов для окисления диоксида серы низких конц1нтраций и может быть использовано в процессе очистки отходящих газовых выбросов.

Целью изобретения является получе" ние катализатора с повышенной актив ностью и механической прочностью за счет использования в качестве соеди.нений железа и фосфора феррифосфатного ксерогеля, полученного осажде2 приготовления катализатора для очистки отходящих газов от диоксида серы.

Цель - повышение активности и механической прочности катализатора. Процесс ведут формованием, сушкой (лучше при 120-150 !С в течение 4"6 ч) и прокаливанием (желательно при 650."700 С о в течение 2-3 ч) катализаторной массы. Дпя ее изготовления используют феррифосфатный ксерогель, который получают осаждением мочевиной из железофосфорсодержащего раствора при молярном соотношении оксид железа— пентаоксид фосфора — мочевина 1,0

:{0,15-0,65) : (3,0-3,5), с последующей пропиткой ксерогеля раствором нитрата меди при содержании меди в нем по отношению к массе ксерогеля

0,1-0 15 мас.Х. Активность нового катализатора превосходит активность известного на 7Х при.прочностных характеристиках его на 6,6 MIIa более высоких, чем известного. 1 з.п. ф"лы, l табл. нием мочевиной из железофосфорсодержащего раствора при определенном молярном соотношении оксида железа, пентаоксида фосфора и мочевины, с последующей пропиткой ксерогеля раствором соединения меди, в качестве которого используют нитрат меди, при определенном массовом содержании меди в растворе к массе ксерогеля.

1616695

50 с5

Пример 1, К 50 мп молярпого раствора нитрата железа добавляют 7,5 мл 1 молярного раствора фосфорной кислоты. Затем всыпают в полученный раствор 4,5 r мочевины и нейтрализуют смесь аммиаком до рН

I,0. Молярное соотношение компонентов в смеси Fe zO > ° PzO> . 00 (NH )

1:0,15:3,0. Смесь нагревают до

80оС и выдерживают 6 ч,цо достижения рН 5,0. Гидрогель формуют в виде частиц цилиндрической формы, сушат при 120 С 7 ч н прокаливают 2 ч

0 при 400 С.

Прокаленный ксерогель помещают в раствор нитрата меди, содержание меди в котором составляет 0,10 мас.Х по отношению к весу пропитываемого ксерогеля феррифосфата. Пропитку проводят в течение 2 ч при t = 90 С.

О

После пропитки катализатор отделяют от раствора, сушат при 120 С 6 ч и

О ! о прокаливают 3 ч при 650 С.

Полученный катализатор содержит в пересчете на оксиды, MBco : оксид железа (ХХХ) 85; пентоксид фосфора

101.. 0KCHp, меди 5. MBKCHM bHGH - епень окисления диоксида серы на дано, ном катализаторе 94 при 485 С. Механическая прочность на раздавливание, определенная в статических условиях, составляет 5,6 МПа.

Пример 2. К 50 мл 1 молярного раствора нитрата железа добавляют

15 мл 1 молярного раствора фосфорной кислоты. Затем всыпают в полученный раствор 4,9 r мочевины и нейтрализуют смесь аммиаком до рН 1,1.

Молярное отношение компонентов в смеси Ге 0 . Р 0 . : 00(NH ) = 1,0 .о, ,0,30: 3,25. Смесь нагревают до 85 С и выдерживают 9 ч до достижения рН

5,5. Гидрогель формуют в виде частиц цилиндрической форин» сушат при

135 С 6 ч и прокаливают 1,5 ч при

4250С, Прокаленный ксерогель помещают в раствор нитрата меди, содержание меди в котором составляет 0»125 мас.Х по отношению к весу пропитываемого ксерогеля феррифосфата. Пропитку проводят в течение 2,5 ч пр; 85 С, После пропитки катализатор отделяют от раствора сушат при 135оС в течение

» о

5 ч и прокаливают 2,5 ч при 675 С, Полученный катализатор содержит в пе-ресчете на оксиды, мас.Х: окс д железа (III) 72,5; пентоксид фосфора

5 !

О

20,0; оксид меди 7,5. Максимальная степень окисления диоксида серы на данном катализаторе 95Х при 483 С.

Механическая прочность на раздавливание 9,8 МПа.

Пример 3. К 50 мп 1 молярного раствора нитрата железа добавляют

32,5 мп 1 молярного раствора фосфорной кислоты, Затем всыпают в полу- ченный раствор 5,3 r мочевины и нейтрализуют смесь аммиаком до рН 1,2.

Молярное соотношение компонентов в смеси Fez0»! Р 0 - . СО(11Нг) = 1,0, 0,65 : 3,5.

Смесь нагревают до 90 С и выдержио вают в течение 12 ч до достижения рН 6,0. Полученный гидрогель формуют в виде частиц цилиндрической формы, сушат при 150 С 5 ч и прокаливают 1 ч при 450 С.

Прокаленный ксерогель помещают в раствор нитрата меди, содержание меди в котором составляет 0,150 мас.Х по отношению к весу пропитываемого ксерогеля феррифосфата, и выдерживают

3 ч при 80 С. После пропитки катализатор отделяют от раствора, сушат при

150 С 4 ч и прокаливают 2 ч при 700 С.

Полученный катализатор содержит в пересчете на оксиды, мас.Х: оксид железà (III) 60,0; пентоксид фосфора

30,0; оксид меди 10. Максимальная степень окисления диоксида серы на данном катализаторе 93Х при 490 С.

Механическая прочность на раздавливание 7,7 МПа.

Пример 4. К 50 мл 1 молярного раствора нитрата железа добавляют

5,5 мл 1 молярного раствора фосфорной кислоты и нейтрализуют смесь аммиаком до р11 0,8. Затем всыпают в полученный раствор 4,2 г мочевины, Молярное отношение компонентов в смеси е 03, PzO . С0(11Нг)г- 1:0»,1:2,5.

Смесь нагревают до 85оС и выдерживают 9 ч до достижения рН 4,5.

Полученный гидрогель формуют в виде частиц цилиндрической формы, сушат при 135 С и прокаливают 1,5 ч при

425 С.

Прокаленный ксерогель помещают в раствор нитрата меди, содержание меди в котором составляет 0,125 мас.Х по отношению к весу пропитываемого ксерогеля феррифосфата, и выдерживают 2,5 ч при 85оC.. После пропитки катализатор отделяют от раствора и су5 1616695 6 в течение 5 часов и ливание, измеренная в статических ус,5 ч при 675 С. ловиях, 4,0-4,5 ИПа. катализатор содержит Как следует из представленной таба оксиды, мас./: оксид лицы, максимальная степень окисления нтоксид фосфора 7,0; ок- $0 на катализаторе, полученном со5 аксимальная степень окис- гласно предлагаемому способу, превоса серы на данном ката- ходит известный на 7Х. Прочностные при 495 С. Механическая характеристики оптимального образца

MIIa. на б,б Mila выше прочности прототипа. р 5-9. Катализаторы го" Предлагаемая контактная масса термочно примеру 1. стабильна, что обусловлено темперантеза катализаторов, их турным режимом его создания, и ядоусн ы о но ти и ме- тойчива.

Формула изобретения шат при 135 С прокаливают 2

Полученный в пересчете н железа 87; пе сид меди 6. М ления диоксид лизаторе 91/ прочность 4 5

Приме товят аналоги

Условия си свойства и да н е п актив с ханической прочности приведены в нижеследующей таблице.

Пример 10. Катализатор готовят согласно известному техническому решению путем смешения ортофосфорной кислоты с глицерином с последующим 20 добавлением постепенно к полученной жидкой фазе окислов железа, меди, кремния, цинка и свинца. Пластичную массу формуют в виде частиц цилиндрической Формы и подвергают термообработке, сушке при 150"200 С 2 ч, прокаливанйю при 700-850 Ñ 3-4 ч и . охлаждению до нормальной температуры.

Получают катализатор, содержащий оксид железа, оксид меди, двуоксид - 30 кремния, оксид свинца, оксид цинка и пентоксид Фосфора в следующих количествах., мас./: Fe>0 34-37; CuG

34-36; Б Ог 5,1-5,5; ZnO 2,6-4,3;.

PbO 1,3-2,2; Р О остальное. 35

Активность известного катализатора при 640аС составляет 56/ при сле дующих условиях испытаний: объемная скорость газового потока ч=4000 ч" и

С =7 об.Х, при содержании 801 в ис- 40 .ходной газовой смеси 0,3 об./ максимальная степень окисления составляет 86-88/ при 540-560ОС. Механическая прочность катализатора на раздав-.

1. Способ приготовления катализатора для очистки отходящих газов от диоксида серы, включающий использование соединений железа, фосфора и меди, формование, сушку, прокаливание катапизаторной массы, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью получения катализатора с повышенной активпостыл и механической прочностью, в качестве соединений железа и фосфора используют феррифосфатный ксерогель, который получают осаждением мочевиной из железофосфорсодержащего раствора при молярном соотношении оксида железа к пентаоксиду фосфора и мочевине, равном 1,0:(0,15-0,65):(3,0-3,5), с последующей пропиткой ксерогеля раствором соединения меди, в качестве которого используют нитрат меди, при содержании меди в нем по отношению к массе ксерогеля, равном 0,1-0.,15 масХ, 2 Способ по и l, о т л н ч а ю— шийся тем, что сушку катализаторной массы проводят при 120-150 С в о течение 4-6 ч и прокаливание при 650700ОС в течение. 2-3 ч.

1616695

)!1

О

5 ((Ъ л

1 Э

ы (el/ мв 1 и 1 (Х иI " } о

6 ф

Ь! (I 0

СО б

5 С

1 1

3 О ((!

Ио (Ы СГ

О О AD!6 и !Р

ml g" Jy"

Ь O 1

О ((Ъ

О СЧ л л

О О л Ia»o

td, o

g V1

4 Е 1

Р Э 1

U Ж

Э., Р

Р, (".- Р.

О Э ° ° ((! И 8 ((О ы

Щ g (C ° ° oo

0 C4g ((ICa, м х !..е g

Э Э &Ю» жРРО мО

0 О 0 Э О (((.й & !ч

О ((Ъ л (Ч

М. л

° а М ((Ъ. ° °

° ° л л

О О

° ° ° o

О.О л л

1 .1

1

Э

Ж О С4

Э

E C4 Ж

О С4

bC е И

1

М 1

Рю 1

Э 1

Н М 1

Р(О 1

<6 Ж 1 !

С Р

"й и 1

О

m 1

I.

Ю! I.

М 5 еIR

Э.! ч

О

1 Ж (ч

I О

О

I О

I О

Э Ы О в I(I 1

М И ф » 1 О

4С Э I ((! Э g C4

4 (Р Э

Э О О 6 1 М U

К С4 Й Q ..С .4»» Ы

О ((Ъ О О (Р Оъ Ф a(l ((Ъ л а а л а а л а A (СЪ(O ООiСЧМ(r

ООО Ф(ЪФОО л л «Q а в л а а

Q O O «»I C»! a0 0 0 1 (Ч с Ъ с» М сЧ сЧ сЧ

О ((Ъ О О Ф Ф Ф (СЪ с(Ъ л л в л в,л а а а (съ сч О л a(l Ф ch cv сч

CO(OФ(СЪrОЛr

О (Ч (О ф N a(l О л а Ф СЧ «л л л «ОQ л л

ЩО (»»(М" . (СЪ ° ) Ю (СЪ (»»1 (СЪ & (»

CO CO Ф 01 Ch О Ф Ф Ch »! (/Ъ Ф

ФФ

Ф (Ъ 0Ы " Ch (0 I

ФChоЪChCOФФФФФ (сЪ,((Ъ ((Ъ Ю ((Ъ л л л а л " ) C»I СЧ СЧ (Ч СЧ СЧ СЧ»! »» »» »»

О ((Ъ О a(l Ф (сЪ ((Ъ О О ((Ъt 0(t t л 0((Ъ

I a0a0a» О О(Оa0(О(iо Ю»I Ю (СЪ ССЪ (Г1 СЧ CO

»»» ».» »» »»

О ((Ъ О ((Ъ ((Ъ ((Ъ ((Ъ О О 1

СЧ С Ъ a(l С Ъ С Ъ С М О СР

О ((Ъ ((Ъ ((Ъ (сЪ (СЪ СЧ (4 Ф CO (Ч СЧ

Ю л в л а л л в

ООООООО (съ (съ a(1 Iсъ (съ

«(сЪ Ф (Ч (Ч сЧ (Ч в л л в л л

° ° СЧ Мс ЪМ(ЪМ

° ° ° ° ° o ° ° ° o ° ° (О COС"ЪММW л в л в л л в

ООООО ОО

° ° ° o ° ° ° ° ° ° ° ° ° °

OOOOOOd в л л л в в л

1! Э! -(ЧМ ((ЪФ(ФО О 1

III