Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ДИОКСИДА СЕРЫ
КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ДИОКСИДА СЕРЫ

КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ДИОКСИДА СЕРЫ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: производство серной кислоты. Сущность изобретения: катализатор содержит 6,0 - 10,0 мас.% пятиокиси ванадия БФ V2O5 , 8,0 - 12 мас. % окиси калия БФ K2O , 8,0 - 20,0 мас.% соединения серы, в пересчете на трехокись серы, БФ SO24- , носитель остальное. В качестве носителя катализатор содержит пылевидный кремнеземный отход производства кремния. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2036720
Класс(ы) патента: B01J23/22, C01B17/79
Номер заявки: 5056967/04
Дата подачи заявки: 28.07.1992
Дата публикации: 09.06.1995
Заявитель(и): Санкт-Петербургский технологический институт
Автор(ы): Добкина Е.И.; Кузнецова С.М.; Ларионов А.М.; Марголин Е.В.; Буркат В.С.; Добровинская Н.А.; Смола В.И.; Усачев А.В.; Туболкин А.Ф.; Гармс А.Я.; Букалов В.П.; Леванова Н.К.
Патентообладатель(и): Санкт-Петербургский технологический институт
Описание изобретения: Изобретение относится к катализаторам для окисления диоксида серы и может быть использовано в производстве серной кислоты при переработке газовых смесей с обычным и повышенным содержанием диоксида серы.
Известен катализатор для окисления диоксида серы, состоящий из пятиокиси ванадия с добавками щелочных промоторов соединений натрия, калия, рубидия и(или) цезия на носителе диатомите, содержащем SiO2, CaO.
Смесь щелочных промоторов в пересчете на окислы содержит, мас. Na2O 5-30, Rb2O и(или) Cs2O 15-35; K2O 8-35.
Активность катализатора при 485оС 90,2-91% при 420оС 57,8-59,7% при испытании в следующих условиях: V 4000 ч-1, содержание диоксида серы в исходной газовой смеси 7 об. остальное воздух. Механическая прочность на раздавливание 1-2 МПа.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является ванадий-калиевый катализатор на носителе диатомите для окисления диоксида серы, содержащий мас. V2O5 6-7 K2O 9-10
Сульфаты в пересчете на SO32- 18-19 Диатомит Остальное
Активность катализатора составляет 84-86% при 485оС, 18-22% при 420оС при испытании в стандартных условиях: V 4000 ч-1, содержание диоксида серы в исходной газовой смеси 10 об. остальное воздух. Механическая прочность на раздавливание 1,0-1,4 МПа.
Недостатком данного катализатора является сравнительно невысокая активность в области низких температур и необходимость использования в качестве носителя дефицитного природного материала диатомита.
Настоящая разработка позволяет заменить дефицитное природное сырье и повысить активность в области низких температур.
Это достигается за счет использования в качестве носителя пылевидного кремнеземного отхода при следующем содержании компонентов в катализаторе, мас. V2O5 6-10 K2O 8-12
Сульфаты (в пересчете на SO32-) 8-20 Носитель 58-78
Сущность изобретения заключается в том, что в качестве носителя используется пылевидный силикатный отход, содержащий микродобавки MgO, P2O5, K2O и Na2O, которые являются промотирующими составляющими сернокислотных контактных масс, особенно в области низких температур. Указанный отход обладает стабилизированной высокоразвитой поверхностью. Что касается микроструктуры, то она также сохраняется в процессе термообработки пропитанных образцов. Это способствует в дальнейшем созданию термостабильного катализатора, структура которого устойчива к воздействию высоких температур.
Указанный носитель заменяет дефицитный диатомит Кисатибского месторождения (Грузия). Аналогичного материала на территории России нет, это, во-первых, и, во-вторых, т.к. диатомит является природным сырьем, то для обеспечения соответствующего качества носителя необходимо отбирать его из определенных пластов "породы". В противном случае качество катализатора не может быть гарантировано. Этот недостаток устраняется при использовании стандартизованных силикатных отходов.
Таким образом, сочетание определенного химсостава предлагаемого носителя с его сформованной при высоких температурах (>1000оС) макро- и микроструктурной обеспечивает высокую активность как в области низких (420оС), так и высоких (485оС) температур, а также достаточную термостабильность с учетом того, что все фазовые превращения, которые могут происходить с носителем при прокалке катализатора, уже в большей своей части произошли.
Предложенный катализатор активен в процессе окисления диоксида серы. Степень превращения SO2 при V 4000 ч-1 на газовой смеси состава: 10 об. SO2, остальное воздух, составляет при 420оС 32-35% при 485оС 85-87%
Прочность катализатора на раздавливание 1-2 МПа.
Катализатор готовят следующим образом.
Сухой порошкообразный кремнеземный отход, содержащий в виде примесей оксиды алюминия (≈0,004 мас.), магния (≈0,0035 мас.), кальция (≈0,006 мас.), натрия (≈0,0035 мас.), калия (≈0,0015 мас.) и фосфора (≈0,92 мас.), смешивают с порошком пентоксида ванадия.
Полученная шихта добавляется в предварительно подготовленную смесь едкого кали и серной кислоты из расчета получения бисульфата калия.
Контактную массу после введения в нее пластифицирующей добавки тщательно перемешивают и формуют в виде частиц цилиндрической формы с диаметром 4-5 мм и длиной 10-15 мм. Затем контактную массу поддерживают при 100-120оС в течение 2-4 ч и прокаливают 1-2 ч при 500-600оС.
Полученный указанным образом катализатор содержит в пересчете на оксиды, мас. V2O5 6-10 K2O 8-12
Сульфаты (в пересчете на SO32-) 8-20 Носитель 58-78
Прочность катализатора на раздавливание 1-2 МПа.
Катализатор испытывается на активность в процессе окисления диоксида серы на установке проточного типа по стандартной методике при объемной скорости газового потока 4000 ч-1 и при содержании диоксида серы в исходной газовой смеси 10 об. остальное воздух.
Прочность гранул определяют в статических условиях на раздавливание по образующей по стандартной методике (Мухленов И.П. "Технология катализаторов", Л. Изд. "Химия", 1979, с. 324).
П р и м е р. К 100 г пылевидного кремнеземного отхода добавляют 12 г пентаксида ванадия. Шихту тщательно перемешивают, 60,3 г 40%-ного раствора H2SO4 смешивают с 22,3 г раствора 45% КОН. Перемешивают получившийся раствор и всыпают в него шихту кремнеземного отхода с пентаксидом ванадия, вводят 4,0 г пластификатора поверхностно-активного вещества марки ОП-7. Тщательно перемешанную контактную массу формуют в виде гранул цилиндрической формы диаметром 5 мм и длиной 10-15 мм.
Гранулы сушат при 110оС 3 ч и прокаливают при 550оС в течение 1,5 ч.
Синтезированный катализатор содержит, мас. V2O5 8 K2O 10
Сульфаты (в пересчете на SO32-) 14 Носитель (кремнеземный отход) 68
Степень окисления диоксида серы на данном катализаторе при указанных условиях испытания составляет: при 420оС 35% при 485оС 87% Прочность гранул на раздавливание 20 МПа.
В таблице представлены характеристики химического состава, активности и механической прочности катализаторов.
Как видно из таблицы, предлагаемый катализатор по активности в области низких температур превосходит известный на 13-14% и не уступает последнему по этому показателю при 485оС.
Создание катализатора с использованием в качестве сырья отходов производства целесообразно и чрезвычайно важно с точки зрения проблем экологии.
Формула изобретения: КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ДИОКСИДА СЕРЫ, содержащий пятиокись ванадия, окись калия, соединения серы и кремнеземный носитель, отличающийся тем, что в качестве носителя катализатор содержит пылевидный кремнеземный отход производства кремния при следующем содержании компонентов, мас.
Пятиокись ванадия 6,0 10,0
Окись калия 8,0 12,0
Соединения серы в пересчете на трехокись серы 8,0 20,0
Указанный носитель Остальное