Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ХРОМСОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРОВ
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ХРОМСОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРОВ

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ХРОМСОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРОВ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к области приготовления хромсодержащих катализаторов, применяемых для широкого круга каталитических процессов, например, конверсии, дигидрирования, ожигания, полимеризации и других. Изобретение решает задачу обезвреживания хромсодержащих катализаторов от ионов Cr+6 путем обработки катализаторов растворами карбоновых кислот-восстановителей с концентрацией 20 - 100 г/л в течение 15 - 120 мин при температуре 20 - 100oC. Активность катализаторов, обработанных согласно изобретению, не снижается. 8 з.п. ф-лы.
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: 2080919
Класс(ы) патента: B01J23/26, B01J23/70, B01J38/52, B01J38/62, B01J23/26, B01J101:32, B01J103:20, B01J103:12
Номер заявки: 95102672/04
Дата подачи заявки: 28.02.1995
Дата публикации: 10.06.1997
Заявитель(и): Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН
Автор(ы): Цырульников П.Г.; Балашов В.А.
Патентообладатель(и): Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН
Описание изобретения: Изобретение относится к области приготовления хромсодержащих катализаторов, широко используемых для ряда крупных химических процессов, таких, как конверсия оксида углерода с водяным паром, конверсия газообразных углеводородов, синтез метанола, гидрирование спиртов, кетонов, эфиров, нитросоединений, получение мономеров, очистка газов и др. /1-3/
В зависимости от состава хромсодержащих катализаторов и условий приготовления в готовом катализаторе наряду с доминирующим содержанием хрома в степени окисления +3 находится существенное количество высоковалентных ионов хрома (Cr+5, Cr+6). Соединения, содержащие Cr+6, канцерогенны. Поэтому их количество должно быть сведено к предельно допустимым нормам.
В то же время с помощью химического анализа показано, что для ряда известных оксидных алюмомеднохромовых катализаторов содержание Cr+6 может доходить до 2 мас. и более.
Из литературы авторам неизвестны способы обезвреживания хромсодержащих катализаторов.
Изобретение решает задачу создания способа обработки катализаторов, который позволил бы обезвредить их от ионов Cr+6, предотвратить катализаторы от регенерации ионов Cr+6 при хранении на воздухе, не снижая каталитической активности катализаторов.
Указанная задача решается путем обработки катализаторов соединениями-восстановителями с образованием на поверхности катализаторов карбонатных и карбоксилатных групп. В качестве таких восстанавливающих и карбоксилирующих агентов предлагается использовать карбоновые кислоты.
Способ обработки хромсодержащих катализаторов заключается в следующем.
Хромсодержащие катализаторы выдерживают в растворе карбоновых кислот-восстановителей с концентрацией 20 100 г/л при температуре 20 - 100oC в течение 15 120 мин с последующей сушкой при температуре 20 - 120oC. В качестве карбоновых кислот используют щавелевую или муравьиную кислоту или их смесь. Перед выдерживанием катализаторов в растворе карбоновых кислот возможна их обработка неорганическим восстановителем.
В качестве типового хромсодержащего катализатора использован катализатор дожигания ИКТ-12-8, содержащий оксидное соединение меди и хрома (меди в пересчете на CuO 10 мас. хрома в пересчете на Cr2O3 20 мас. остальное гамма-Al2O3). Содержание Cr+6 в исходном катализаторе 0,9 мас. Активность катализаторов до и после обработки определяют проточно-циркуляционным методом в модельной реакции глубокого окисления метана при 500oC, исходной концентрации метана 0,5% об. и степени превращения 50% активность исходного необработанного катализатора составляет 0,5·10-2 см3/г с. Кроме того, обрабатывали катализатор низкотемпературной конверсии CO НТК-4 следующего состава: Cr (в пересчете на Cr2O3) 14 мас. Cu (в пересчете на CuO) 54 мас. Zn (в пересчете на ZnO) 11 мас. Al2O3 - остальное. Активность необработанного катализатора в модельной реакции окисления метана 0,35·10-2см3/г с.
Пример 1. 10 г катализатора ИКТ-12-8 обрабатывают раствором щавелевой кислоты с концентрацией 20 г/л при температуре 20oC в течение 30 мин. Затем сушат на воздухе при температуре 120oC в течение 4 ч. Содержание Cr+6 0,71 мас. активность в реакции окисления метана - 0,5·10-2см3/г с.
Пример 2. Аналогичен примеру 1, но обработку проводят при температуре 40oC. Содержание Cr+6 0,6 мас. активность в реакции окисления метана 0,5·10-2см3/г с.
Пример 3. 10 г катализатора обрабатывают щавелевой кислотой с концентрацией 90 г/л при температуре 20oC в течение 2 ч. Затем сушат на воздухе при температуре 120oC 4 ч. Содержание Cr+6 0,4 мас. активность в реакции окисления метана 0,4·10-2см3/г с.
Пример 4. Аналогичен примеру 3, но обработку проводят при температуре 40oC в течение 30 мин. Содержание Cr+6 менее 0,01 мас. активность в реакции окисления метана 0,52·10-2см3/г с.
Пример 5. Аналогичен примеру 3, но обработку проводят при температуре 60oC в течение 30 мин. Содержание Cr+6 менее 0,01 мас. активность в реакции окисления метана 0,5·10-2см3/г с.
Пример 6. Аналогичен примеру 3, но обработку проводят при температуре 100oC в течение 15 мин. Содержание Cr+6 менее 0,01 мас. активность в реакции окисления метана 0,55·10-2см3/г с.
Пример 7. 10 г катализатора обрабатывают раствором щавелевой кислоты с концентрацией 90 г/л при температуре 40oC 30 мин и сушат на воздухе при комнатной температуре в течение 12 ч. Содержание Cr+6 менее 0,01 мас. активность в реакции окисления метана 0,5·10-2см3/г с.
Пример 8. Аналогичен примеру 7, но катализатор был выдержан на воздухе при комнатной температуре в течение 14 сут. Содержание Cr+6 менее 0,01 мас. активность в реакции окисления метана - 0,5·10-2см3/г с.
Пример 9. 10 г катализатора ИКТ-12-8 обрабатывают раствором муравьиной кислоты с концентрацией 100 г/л при температуре 40oC в течение 30 мин и сушат на воздухе при температуре 120oC 4 ч. Содержание Cr+6 менее 0,01 мас. активность в реакции окисления метана - 0,6·10-2см3/г с.
Пример 10. Аналогичен примеру 9, но обработку проводят при 100oC в течение 15 мин. Содержание Cr+6 менее 0,01 мас. активность в реакции окисления метана 0,7·10-2см3/г с.
Пример 11. 10 г катализатора ИКТ-12-8 обрабатывают раствором щавелевой кислоты с концентрацией 50 г/л при 40oC в течение 60 мин. Содержание Cr+6 менее 0,01 мас. активность в реакции окисления метана - 0,53·10-2см3/г с.
Пример 12. 10 г катализатора ИКТ-12-8 восстанавливают в токе воздуха при 300oC в течение часа, после чего обрабатывают 30 мин раствором щавелевой кислоты (90 г/л) и сушат при 1200oC 4 ч. Содержание Cr+6 менее 0,01 мас. активность в реакции окисления метана - 0,5·10-2см3/г с.
Пример 13. 10 г катализатора ИКТ-12-8 обрабатывают при 40oC раствором щавелевой (50 г/л) и муравьиной (50 г/л) кислот в течение 60 мин и сушат при 60oC 1 ч. Содержание Cr+6 менее 0,01 мас. активность в реакции окисления метана 0,6·10-2см3/г с.
Пример 14. (Для сравнения). 10 г катализатора ИКТ-12-8 кипятят в течение 1 ч в дистиллированной воде и сушат при 120oC 4 ч. Содержание Cr+6 0,9 мас. активность в реакции окисления метана - 0,5·10-2см3/г с.
Пример 15. 10 г катализатора НТК-4 обрабатывают при 60oC в течение 60 мин щавелевой кислотой с концентрацией 80 г/л и сушат 3 ч при 100oC. Содержание Cr+6 менее 0,01 мас. активность в реакции окисления метана 0,4·10-2см3/г/с.
Таким образом, как видно из описания и приведенных примеров, обработка хромсодержащих катализаторов согласно изобретению позволяет практически полностью обезвредить катализаторы от Cr+6 без ухудшения каталитических свойств.
Предлагаемый способ может найти широкое применение в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.
Формула изобретения: 1. Способ обработки хромсодержащих катализаторов, отличающийся тем, что катализаторы выдерживают в растворе карбоновых кислот-восстановителей с последующей сушкой.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве карбоновой кислоты используют щавелевую кислоту.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве карбоновой кислоты используют муравьиную кислоту.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют смесь щавелевой и муравьиной кислот.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что концентрация карбоновой кислоты 20 100 г/л.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что катализаторы выдерживают в растворе кислот при 20 100oC.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что катализаторы выдерживают в растворе 15 120 мин.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сушку осуществляют при 20 - 120oC.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед выдерживанием катализаторов в растворе карбоновой кислоты его обрабатывают неорганическим восстановителем.