Способ получения ванадиевого катализатора для окисления зогв 5оз
64Щ(.", " -. 9:.
ИСАЙИ Е
Союз Советских
Социалистических
Реслублик
О Il
405577
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”
Заявлено 04.Ч111.1970 (Xo 1473405/23-4) с присоединением заявки №вЂ”
Приор:итет—
Опубликовано 05.Х1.1973. Бюллетень № 45
Дата опубликования описания 16,III.1974
М. Кл. В 01j 11/52
Государственный комитет
Совета Министров СССР оо долам изооретений и открытий
УДК 66.097.3 (088.8) Авторы изобретения
В. Я. Сальков, В. И. Полтавцев, А. П. Леньшин, A. А. Смирнов, Г. Г. Горовой, И, С. Сафонов, И. П. Мухленов, М. И. Курочкина и П. Г. Романков
Заявитель
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВАНАДИЕВОГО КАТАЛИЗАТОРА
ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ $0е в $0з
Остаточное содержание А120з после обработки, %:
3,5
3,7
3,9
4,2
Размер гранул, мм
0,5
1,0
1,5
2,0
0164 100 с
= 4,56%, 3,6
Изобретение относится к способам получения катализаторов для производства серной кислоты.
Известен способ получения ванадиевого катализатора на носителе для окисления
$0з в S03, заключающийся в том, что носитель — алюмосиликат — обрабатывают ceip.ной кислотой с .концентрацией 75% при 20 С с предварительной пропаркой его острым naipox при 100 С и последующей пропиткой растворами активных солей, сушкой и прокалкой, Недостатками такого способа являются образование агрессивной среды и большой расход серной кислоты. Кроме того, активность получаемого катализатора недостаточно высока.
С целью увеличения активности катализато ра и повышения экономичности его получения предложено обработку вести серной кислотой с .концентрацией 1 — 5 масс. % ари
80 — 100 С с одновременным перемешиванием носителя инертным газом, ampmMe p воздухом.
С целью исключения дробления носителя и уменьшения теплопотерь инертный газ желательно подавать последовательно через все операции способа (от расфасовки до обработки серной кислотой).
Пример 1. Навеску (1 кг) алюмосиликагеля обрабатывают в сосуде с мешалкой
4,6%-ным раствором Н $04 (соотношение
Т: Ж = 1: 3,6) при 90 — 91 С в течение
5 час. Остаточное содержание А1 0з зависит от размера .гранул.
Стехиометрические соотношения в реакции следующие:
А1 0з + 3Hq$04 = А12($04) з + ЗН20
102 294 342 54
Количество А1еОз до реакции 9,9% (99 г на 1 кг алюмосиликагеля), после реакции
4,4% (42 г на 1 кг), прореагировавшей 57 г на 1 кг.
57 . 294
Расход серной кислоты: Х = =164 г
102 на 1 кг алюмосиликагеля.
Это составляет: т. е. остаточное содержание серной кислоты
ЗО в отработанных, растворах
405577
46% — 456% = 004о/о
Размер гранул, мм Время пропитки, мин
Константа
Целевое назначение катализатора
Условия опытов для определения константы предлагаемый способ заводской способ
0,5
1,0
1,5
2,0
220
Проточно-циркуляционпый метод, 485 С, степень превращения 70%
Проточно-циркуляционный метод, 420 С, степень превращения 90%
Область температур выше
485 С
3,1 — 3,2
2,6
40 Область температур ниже
485 С
0,40 — 0,41
0,30
Х= — — — =135 г
47 294
102
0,135 100 2о
Практически максимальная величина остаточной концентрации 0,1 — 0,15%.
Обработанные в,кислоте гранулы промывают водой для удаления образовавшегося сульфата алюминия и остаточной кислотности. Воду при 50 — 60 С,заливают в течение
1 час шестикратно (через каждые .10 мин) в соотношении 1: I/3. Таким образом, суммарный расход воды 1: 7,8. Количество образовавшегося сульфата алюминия определяют по стехиометрии:
57 342
Х= = 191 г/кг
102
Это составляет 19,1 масс. % . После промывки остаточное содержание SO42 не превышает
0,5% и не влияет на качество катализатора.
Промытые гранулы сушат в сушильном шкафу при 130 С до остаточной влажности
2,3 — 4,5% . Высушенный носитель пропитывают в аппарате с мешалкой смесью растворов солей сульфата (120 г/л) и ванадата (56—
67,5 г/л) калия при 60 — 65 С и соотношении
Т: Ж = 1: 12. Длительность пропитки зависит от размера .гранул.
Пропитанные гранулы сушат при 160—
165 С в течение 1 час.
Пример 2. Непрерывный метод. Гранулы обрабатывают в ступенчато-.п ротивоточном аппарате с трехфазным слоем 5 -ным раствором серной кислоты в течение 4 час при 91 — 95 С и соотношении Т: Ж = 1: 2,8.
Количество А!зОз до реакции 9,9% (99 г на 1 кг ал юмосиликагеля), лосле реакции
5,2% (52 г на 1 кг), прореагировавшей 47 г на 1 кг.
Расход серной кислоты: на 1 кг алюмосиликателя.
Это составляет: т. е. остаточное содержание кислоты в отработанном растворе 5% — 4,82% = 0,18 /0. Максимальная величина, наблюдаемая в опытах, 0,3 — 0,4% . Остаточное содержание А1зОз зависит от размера гранул.
Размер гранул, мм Содержание AI203, %
0,5 4,5
1,0 4,7
1,5 4,9
5 2,0 5,2
Обработанные в кислоте гранулы промывают водой .при 60 С в течение 1 час при соотношении Т: Я в противоточном т рехфазном слое 1: 1,5. Остаточное содержание SO 4- колеблется в пределах О, 5 — 1 jp: и не оказывает влияния на качество катализатора. Промытые гранулы сушат в .кипящем слое до остаточной концентрации влаги 2,5 — 4,0% при 1.30—
150 С. Пропитку осуществляют, непрерывно ра створами тех же солей той же концентрации, но при соотношении Т: 5K = 1: 20. Время пропитки зависит от размера гранул.
Размер гранул, мм Время пропитки, яин
05 35
1,0 70
1,5 200
2,0 240
Пропитанные еранулы сушат при 190—
200 С в течение не более 1 час.. Высушенный катализатор в обоих примерах прокаливают в электрической, печи, Качество проверяют по константе скорости реакции. Результаты приведены в таблице.
45 Готовый катализатор содержит V2Q5
9 — 10 масс. % и К О 11 — 12 масс. % . Следовательно, на 1 юг носителя требуется 90—
100 г окиси ванадия и 110 — 120 г окиси калия, 50 П р ед мат;из о бр етения
1. Способ получения ванадиевого катализатора для окисления ЯОз в $0з путем обработки алюмосиликатного носителя серной кислоты с последующей лрапиткой его раствора55 ми активных солей, сушкой и прокалкой, отличающийся тем, что, с целью увеличения активности катализатора и ловышения экономичности его получения, обработку ведут серной кислотой с концентрацией 1 — 5 масс. %
60 при 80 — 100 С с одновременным перемешиванием носителя инертным газом, например воздухом.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что инертный ràç подают последовательно через все операции способа,
