Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ СЕРЫ ИЗ ГАЗОВ И СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ
КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ СЕРЫ ИЗ ГАЗОВ И СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ

КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ СЕРЫ ИЗ ГАЗОВ И СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: катализатор для выделения серы из газов и способ его приготовления. Сущность изобретения: для приготовления катализатора керамический сотовый носитель пропитывают раствором смеси солей железа и меди или марганца. Затем сушат и прокаливают. Получают катализатор с Sуд85-120м2/г следующего состава, мас. Al2O3 13,4-21,6, SiO2 67,1-78,7, Fe2O3 0,5-5 оксид Cu или Mn-2,5-10. Керамический сотовый носитель готовят с использованием в качестве связующего аэросилогеля в количестве 40-60 мас. полученного замораживанием аэросила при 0-(-25)°С с последующим размораживанием и сушкой при 50-120°С. 2 с. п. ф-лы, 3 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

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: 2046755
Класс(ы) патента: C01B17/04, B01J23/02, B01J23/22
Номер заявки: 92013632/04
Дата подачи заявки: 22.12.1992
Дата публикации: 27.10.1995
Заявитель(и): Институт катализа СО РАН
Автор(ы): Буянов Р.А.; Золотовский Б.П.; Бухтиярова Г.А.; Цыбулевский А.М.; Миронюк И.Ф.
Патентообладатель(и): Институт катализа СО РАН
Описание изобретения: Изобретение относится к способам выделения серы из серусодержащих газов по реакции прямого окисления сероводорода в серу и может найти применение в процессах выделения серы на предприятиях газовой, химической и нефтяной промышленности.
Известен катализатор для газофазного окисления сероводорода в серу [1] состоящий из оксидов алюминия, магния и титана.
Основной недостаток этого катализатора состоит в том, что на нем протекает обратимая реакция между серой и парами воды с образованием сероводорода и сернистого ангидрида.
Известен массивный катализатор [2] содержащий в своем составе оксиды титана, железа, хрома и цинка.
Данный катализатор очень дорог из-за высокого содержания цветных металлов (цинка и хрома) и недостаточно активен в присутствии небольших (до 10 мас.) количеств водяных паров в газах.
Наиболее близким к предлагаемому по сути и достигаемому эффекту является катализатор, содержащий 11,1-23,5 мас. оксида железа, нанесенного на алюмосиликатный фаянсовый носитель состава, мас. оксид алюминия 22,4-24,0; оксид магния 0,59-0,62; оксид кальция 0,66-0,73; оксид калия 0,3-0,40; оксид натрия 0,23-0,25; оксид кремния остальное. Катализатор готовят путем пропитывания носителя водным раствором азотнокислого железа, выпаривания, сушки и прокаливания. Для приготовления носителя смесь порошков тонкого помола (остаток на сите 0,06 мм 3-5%), в состав которой входят каолин, глина и кварцевый песок, смешивают с небольшим количеством воды, тщательно перемешивают до пастообразного состояния; полученную пасту формуют в цилиндрики диаметром 2,5 мм и высотой 3 мм, которые сушат на воздухе при 120оС в течение 14 ч, после чего обжигают на воздухе 30 ч при 1200оС.
Основные недостатки этого катализатора маленькая удельная поверхность, величина которой не превышает 2 м2 г, и недостаточно высокая селективность превращения сероводорода в серу во влажных газовых смесях.
Целью изобретения является увеличение селективности катализатора в реакции окисления сероводорода в серу во влажных газовых смесях и значительное увеличение удельной поверхности (до 110 м2г). Указанная цель достигается применением катализатора следующего состава, мас. Al2O3 13,4-21,6 SiO2 67,1-78,7 Fe2O3 0,5-5 Оксид Cu или Mn 3-5 и способом его приготовления.
Для приготовления катализатора используют инертный блочный носитель сотовой структуры с высокой удельной поверхностью (не менее 100 м2/г), получаемый из неорганического связующего аэросилогеля. Формование монолитного сотового носителя проводят при помощи экструдирования аэросилогеля через соответствующие фильтры. Для обеспечения высокой удельной поверхности сотового носителя используют аэросилогель, получаемый путем уплотнения аэросила в воде при температуре 0-(-25)оС. Давление формования при этом составляет 40-120 кг/см2, сушку проводят при 30-40оС в течение 15-20 ч, затем при 100оС в течение 1 ч и далее при 950оС в течение 1-20 ч. Полученные сотовые носители обладают хорошей прочностью, высокой удельной поверхностью и пористостью.
Активный компонент наносят методом пропитки сотового носителя соответствующими солями с последующей сушкой и прокаливанием. Удельная поверхность предлагаемого катализатора составляет не менее 85 м2/г.
Отличительными признаками предлагаемого изобретения являются состав катализатора и способ его приготовления.
П р и м е р 1. Аэросил марки А-300 смешивают с водой в соотношении твердое вещество 60 мас. вода 40 мас. Полученную смесь перемешивают в смесителе в течение 1,5 ч. Полученную водную суспензию замораживают при температуре -25оС, затем размораживают и сушат при 100оС в течение 5 ч.
Полученный порошок аэросилогеля смешивают с каолинитом в пропорции 1:1, добавляют воду и подвергают пластификации в Z-образном смесителе. Полученную массу формуют в сотовые монолитные блоки, которые затем сушат при 40оС в течение 15 ч, далее при 100оС в течение 2 ч и прокаливают при 950оС в течение 2 ч.
Блоки с сотовой структурой пропитывают по влагоемкости (0,41 г/г) раствором смеси нитратов железа и меди (при атомном отношении металлов 1:1) сушат при 100оС в течение 2 ч и прокаливают при 450оС в течение 2 ч. Характеристики катализаторов, полученных по примерам 1-7, представлены в табл. 1, результаты исследования каталитических свойств в реакции прямого окисления в табл. 2 и 3.
П р и м е р 2. Аналогичен примеру 1, отличается содержанием аэросилогеля в носителе.
П р и м е р 3. Аналогичен примеру 1, отличается содержанием аэросилогеля в носителе.
П р и м е р 4. Аналогичен примеру 1, отличается температурой уплотнения аэросила.
П р и м е р 5. Аналогичен примеру 1, отличается составом активного компонента.
П р и м е р 6. Катализатор приготовлен по прототипу, приведен для сравнения.
Каталитическую активность полученных образцов в реакции прямого окисления сероводорода в серу исследуют в проточном реакторе на фракции 0,25-0,5 мм при температуре 250оС и времени контакта 0,35 с. Состав исходной реакционной смеси, об. сероводород 3; кислород 1,5; гелий остальное. При проведении реакции в присутствии водяных паров (35 об.) содержание сероводорода и кислорода составляет 2 и 1 об. соответственно.
Сравнительные исследования каталитических свойств предлагаемых образцов катализаторов (примеры 1-5) и образца, приготовленного по прототипу (пример 6), показывают, что предлагаемые образцы имеют более высокие показатели активности и селективности по сравнению с известным, особенно в присутствии паров воды (табл. 3), когда выход серы на предлагаемых катализаторах в несколько раз выше, чем на известном. Величина удельной поверхности предлагаемых катализаторов в десятки раз превышает площадь поверхности известного катализатора. Важным преимуществом предлагаемого катализатора является сотовая структура, которая позволяет перерабатывать кислые газы с небольшим избыточном давлением, недостаточным для работы на гранулированном катализаторе, а также сильнозапыленные кислые газы, что особенно важно при переработке металлургических газов.
Формула изобретения: 1. Катализатор для выделения серы из газов путем прямого окисления сероводорода в серу, содержащий оксид железа и керамический носитель на основе оксидов алюминия и кремния, отличающийся тем, что он дополнительно содержит оксид меди или оксид марганца при следующем соотношении компонентов, мас.
Al2O3 13,4 21,6
SiO2 67,1 78,7
Fe2O3 0,5 5,0
Оксид Cu или Mn 2,5 10,0
и имеет поверхность 85-120 м2/г, при этом керамический носитель выполнен в виде блока, имеющего сотовую структуру.
2. Способ приготовления катализатора для выделения серы из газов путем прямого окисления сероводорода, включающий приготовление керамического носителя с использованием связующего, пропитку готового носителя активными компонентами, последующую сушку и прокалку, отличающийся тем, что керамический носитель изготавливают в виде блока, имеющего сотовую структуру, при этом в качестве связующего используют аэросилогель в количестве 40-60 мас. полученный замораживанием аэросила при 0 (-25)oС с последующим размораживанием и сушкой при 50-120oС, а на стадии пропитки в качестве активных компонентов используют раствор смеси солей железа и меди или марганца, при этом получают катализатор с удельной поверхностью 85-120 м2/г следующего состава, мас.
Al2O3 13,4 21,6
SiO2 67,1 78,7
Fe2O3 0,5 5,0
Оксид Cu или Mn 2,5 10,0