Катализатор для окисления окиси углерода

Авторы патента:

САВЕЛЬЕВ ВИТАЛИЙ САВЕЛЬЕВИЧ

РУДЕНКО АЛЕКСАНДР ПРОКОФЬЕВИЧ

КУЛАКОВА ИННА ИВАНОВНА

БЕРЕНЦВЕЙГ ВЛАДИМИР ВАЛЕНТИНОВИЧ

B01J23/835 - с германием, оловом или свинцом

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОЮ (И3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫПФ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

306.В 01 J 23 84

Окись иелеэа

Двуокись олова

Окись алюминии

0,86-5,15

1,64-7,9

Остальное

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3364971/23-04 (22) 18.11.81 (46) 15.07.83. Бюл. 9 26 (72) В.С. Савельев, А.П. Руденко, И.И. Кулакова и В.В. Беренцвейг (71 ) Московский ордена Ленина, орде- . на Октябрьской Революции и ордена

Трудового Красного Знамени государственный университет им. N.Â.Ëîìîíîсова (53) 66.097.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 609549, кл. В 01 J 23/78, 1976.

2. Патент США Р 3271324, кл. 252-466, В 01 J 23/82, опублнк. 1966 (прототнп). (54 ) (57.) КАТАЛИЗАТОР. ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ

ОКИСИ УГЛЕРОДА, включающий окиси же леза и алкв ииия, о т л н ч а ющ и и с и тем, что, с целью йовышения стабильности «аталиэатора, он дополнительно содерзят двуокйсь олова при следующем сверкании компонентов, мас.. Ф

1028354

Изобретение относится к катализаторам для окисления окиси углерода и может быть использовано для очистки отходящих газов химических производств от окиси углерода, а также для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания.

Известен катализатор для процессов глубокого окисления, предпочтительно для процессов дожигания промышленных и автомобильных выхлопных газов, содержащий окислы железа.и меди при содержании компонентов, мов. Ъ окись железа

0-100, окись меди 100-0 и оптимальном соотношении Fe:Cu = 4 ).1).

Однако известный катализатор отличается недостаточной активностью, вследствие чего окисление окиси углерода ведут,в избытке кислорода (1 об. В СО и 99 об. Ъ О ), достигая 85%-ной степени конверсии при 111-163@ С.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому эффекту является катализатор для окисления окиси углерода, содержащий окиси железа, меди и алюминия при следующем содержании компонентов, вес. Ъ: окись железа

0,5-10; окись меди 0,5-25,0; окись алюминия остальное. Катализатор обладает высокой активностью, так при окислении смеси окиси углерода с воздухом (10 об.Ъ СО, остальное ,воздух) при 400 С достигается

99%-ная степень конверсии 1 2).

Однако известный катализатор отличается недостаточной стабильностью, что приводит через 188 ч работы к снижению активности и степень конверсии окиси углерода составляет 76%.

Цель изобретения вЂ” повышение стабильности катализатора.

Для достижения поставленной цели катализатор для окисления окиси углерода содержит окиси железа, алюминия и двуокись олова при следующем содержании компонентов, мас.Ъ: окись железа 0,86-5,15; двуокись олова 1,64-7,9; окись алюминия остальное„

Согласно изобретению катализатор готовят в одну стадию. Нитраты железа и олова, взятые в стехиометрических количествах, растворяют в 30%-ной азотной кислоте, объем которой эквивалентен объему A E Oy„ подготовленному к пропитке. Окись алюминия высыпают в полученный.раст. вор и оставляют на 12-18 ч. Затем о катализатор сушат при 100-110 С в течение 2 ч и прокаливают в токе . сухого воздуха при последовательйом повышении температуры: 2 ч при

200 С, 2 ч при 300 С и 6 ч при 600 С.

Получающийся катализатор обладает . сутствие чешуйчатых отложений на их поверхности.

Пример 1. 0,1226 г Ге(ИО . 9Н<О и 0,1022 r Sn(NG+ ) растворя35 ют в 5 мл ЗОЪ-ной НМО . 5 см (2,73 r) AQOg фракции 1-.2 мм засыпают в полученный раствор и оставляют на 12 ч.

Затем смесь сушат в печи при 100110 С в течение 2 ч, перемешивая каждые 15 мин. После сушки катализатор переносят в кварцевую трубку и прокаливают в токе сухого воздуха при 200 С 2 ч, при 300 С 2 ч, и при 600-650 OÑ 6 ч. Получают 2,7 r

45 катализатора составла, вес. a: Ге О

0,86; бпОд 1,64; АФдОъ 97,5.

Пример 2. 2 см катализатора, полученного по методике примера 1; переносят в кварцевый реактор проточного типа с внутренним диаметром 1,1 см. Катализатор наг ревают в токе воздуха до 350 С.

Воздух пропускают со скоростью

110 мл/мин (3300 ч ). Затем начинают подавать со скоростью 30 мл/мин (900 ч ") СО, так что воздух и СО смешиваются до реактора. За счет теплоты реакции температура в реакторе поднимается до 355 С. Умень60 шая обогрев реактора, снижают температуру до 350 С и через 10,20 и

45 мин с момента пуска СО в реактор отбирают пробы и анализируют иа хроматографе ХЛ-б (сорбент пора65 пак Q, длина колонки 1 м, чувстви5

30 удельной поверхностью 180 м /г и механически прочен (микротвердость

3000 xr/cM+) .

Смесь соосажденных окислов железа и олова при атомном отношении железа к олову один к одному устойчива к рекристаллиэационным процессам, что обеспечивает высокую устойчивость катализатора и стабильность его работы в случае возможных перегревов контакта в ходе окислительных процессов.

В таблице приведены данные по окислению окиси углерода воздухом на катализаторах различного состава в проточном режиме.

Как видно из таблицы, наилучшим является катализатор, содержащий 10% окислов железа и олова на

AR O при их атомном отношении 1: 1.

Нанесение большего количества окислов железа и олова нецелесообразно, так как в таких случаях часть окислов железа и олова слабо закрепляются на поверхности носителя и затем при прокалке отделяется от

A P@0q, тогда как при нанесении

10% окислов железа и олова окись алюминия пропитывается по всему объему равномерно. Об этом свидетельствует равномерная окраска разрезов зерен катализатора и от1028354 тельность по СО 0,02 об.%). Конвер сия соответственно равна, %: 6,01;

5,51; 6,45.

Пример 3. Из 0,2522 г

Fe(N0 )y 9Н;вО, 0,2102 г- Sn(NQ )» и

5 смэ (2, 73 r ) А,вО Э фракции 1-2 мМ по методике примера 1, готовят катализатор состава, вес. %: Ге 0%

1,71; SnOg 3,29; АЕ20у 95. Получают

2,7 г катализатора. . Пример 4. По методике примера 2 испытывают активность 2 см в катализатора, полученного по методике примера 3. Конверсия CO через 10, 20 и 45 мин равна соответственно, %: 41,80; 42,19; 41,69.

Пример 5 ° Из 0,5302 r

Fe(NOy )з-9Н О и 0,4814 г Sn(NOq )g и 5 смВ (2,73 r) АЦО% по методикЕ . примера 1 готовят катализатор состава, вес. %: Ге О 3,43; Бп0 6,57; .

А Оз 90. Получают.2,8 г катализатора.

Пример 6. По методике примера 2 испытывают активность 2 см катализатора, полученного по методике примера 5. Конверсия СО через 10, 20 и 45, мин, равна соответ° ственно, %: 99,84, 99,85; 99,84.

Пример 7. Активность 2 см катализатора, полученного по методике примера 5, испытывают на той же смеси и при таких же скоростях окиси углерода и воздуха, что и в примере 1, но при 400 С. Конверсия через 10, 20 и 45 мнн равна соответственно, %: 100,00, 100,00

100,00.

Пример 8. Активность 2 см катализатора, полученного по мето.вЂ” дике примера 5, испытывают на дожиганне окиси углерода в смеси, содержащей 1 об. % СО, на установке примера 2. Катализатор нагревают в токе воздуха до 380 С. Ток воздуха устанавливают равным

330 мл/мин. Вводят окись углерода со скоростью 3;4 мл/мин.так, что

СО и воздух смешивается до реактора. Через 10, 20 и 45 мин отбирают пробы и анализируют так же, как и в примере 2. Конверсия окиси углерода во всех случаях равна 100% °

Пример 9. Катализатор после опыта, приведенного в примере 8, .испытывают на термоустойчивость.

Для этого повышают температуру до

10 700 С, выдерживают ее в течение

10 мин и затем снижают до 380ОС.

После установления температуры 380 С определяют конверсию СО через 10 и

30 мин, как указано в примере 8.

Конверсия в обоих случаях равна

100%.

В таблице приведены данные по окислению окиси углерода также на катализаторах с различным отношением железа к олову. Учитывая большую активность катализатора с атомным отношением железо олова 1 и его устойчивость к рекристаллизацион-. ,ным процессам, предпочтителен катализатор состава, вес.%г Fe 0% 3,43;

ЗпО 65,7; А О 90.

Катализатор согласно изобретению испытан также в работе за 10 мес с перерывами (примерно 1500 ч) по окислению смеси окиси углерода с

30 воздухом (10 об.% CO и 90 об.% воздуха) при 409 С, при этом достигнута 100%-ная конверсия окиси углерода.

Таким образом, катализатор явЗ5 ляется более стабильным, чем известный. Кроме того, катализатор обладает термоустойчивостью. Перегрев катализатора до 700 С в режиме окисления окиси углерода не приводит и снижению его активности. Данный катализатор отличается небольшим содержанием окислов железа н олова при максимальном использо-. вании активного компонента, а также простотой приготовления.

1028354

Юавареаиве ° иатамггааторе

° ес. % теюагеРату КоизеРсиЯ 4 чарва гаги ра окисгге иия, ес

Скорость иодачи сггеси „e

Сояергтаиие

СО ° агчкге ое. ° ггтогеое отисегеии ге г %гг

° a екиаег ве essacs %гг

@а « «

»»

4260

21,05

21 ° 05

21,0$

1г1

5,51

á,45

1 ° 64

Оева б206

42,19

1s1

3,29

99,85

1si

8 ° 57

Зебэ

4200

8 ° 57

3,43

З,бз

Эгбз

2,10

1,ФФ

10060

1si

С,51

1г1

1,00 20006

8„57

42В0

2i e0S

21t0$

21,0$

21 е0$

1г2

7,90

4, 85

4206

2г1

5г15

10,06

4206

1гО

0 0

6,70

4200

i,59

350

0,97

0s1

10,6

0,0

Еорректор A. Повх

Подписное

356 6,01

356 41,80

350 99,84

460 100,60

3ВО 106 06

400 160,00

356 99,41

350 99,75

356 99 43

Составитель В. Теплякова

Редактор О. Колесникова ТехредМ.Гергель

Заказ 4&43/б . Тираж 537

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

100,00

99,57

99,77

99,45

41,69

99,84

166,00

100,00

1ЪО,ОО

99,70

99,76

99,43

Катализатор для окисления окиси углерода

Катализатор для окисления двуокиси серы в серный ангидрид // 1003880

Способ получения анилина // 950718

Способ получения анилина // 887564

Катализатор для дегидрирования циклогексена // 558704

Катализатор для гидрирования жиров // 506972

Катализатор для процесса изомеризации растительных масел // 422438

Патент 407436 // 407436

Катализатор для изомеризации растительных масел на основе никеля и железа // 386658

Катализатор для ряда процессов // 323152

Катализатор для окисления молекулярного азота // 2131398

Изобретение относится к составам катализаторов, предназначенных для окисления молекулярного азота его кислородными соединениями

Комбинация защитного слоя и слоя катализатора и способ проведения каталитической реакции с ее использованием // 2275239

Изобретение относится к комбинации защитного слоя от соединений хлора и слоя медьсодержащего катализатора и к способу проведения каталитической реакции с ее использованием

Катализатор для дегидрирования кислородсодержащих производных ряда циклогексана // 1030006

Катализатор для глубокого окисления углеводородов и окиси углерода // 1181703

Катализатор для термического разложения отработанной серной кислоты // 1243809

Способ приготовления катализатора для очистки отходящих газов от диоксида серы // 1558458

Изобретение относится к производству катализаторов для окисления диоксида серы низких концентраций и может быть использовано в процессе очистки отходящих газовьп: выбросов

Способ получения катализатора синтеза углеводородов и его применение в процессе синтеза углеводородов // 2502559

Изобретение относится к способам получения предшественника катализатора, катализатора синтеза Фишера-Тропша и к самому способу синтеза Фишера-Тропша. Способ получения предшественника катализатора синтеза Фишера-Тропша включает стадии, на которых: (i) используют раствор карбоксилата Fe(II); (ii) если молярное отношение карбоксильных и карбоксилатных групп, которые вступили в реакцию или способны вступать в реакцию с железом, и Fe(II) в растворе, используемом на стадии (i), не составляет, по меньшей мере, 3:1, в раствор добавляют источник карбоксильной или карбоксилатной группы, чтобы упомянутое молярное отношение составляло, по меньшей мере, 3:1, до завершения окисления карбоксилата Fe(II) на следующей стадии (iii); (iii) обрабатывают раствор карбоксилата Fe(II) окислителем, чтобы преобразовать его в раствор карбоксилата Fe(III) в условиях, исключающих такое окисление одновременно с растворением Fe(0); (iv) осуществляют гидролиз раствора карбоксилата Fe(III), полученного на стадии (iii), и осаждение одного или нескольких продуктов гидролиза Fe(III); (v) восстанавливают один или несколько продуктов гидролиза, полученных на стадии (iv); и (vi) добавляют источник активатора в форме растворимой соли переходного металла и химический активатор в форме растворимой соли щелочного металла или щелочноземельного металла во время или после осуществления любой из предшествующих стадий, чтобы получить предшественник катализатора синтеза Фишера-Тропша. Технический результат - достижение полного растворения Fe(0) в кислом растворе; источник активатора может вводиться до гидролиза карбоксилата Fe(III). 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл., 14 пр.

Катализатор на основе меди, нанесенный на мезопористый уголь, способ его получения и применения // 2517108

Данное изобретение относится к нанесенному на мезопористый уголь катализатору на основе меди, к способу его получения и применению в каталитическом дегидрировании соединения с алкильной цепью C2-C12 для превращения соединения с алкильной цепью C2-C12 в соединение с соответствующей алкенильной цепью. Катализатор включает мезопористый уголь, медный компонент и вспомогательный элемент, нанесенные на указанный мезопористый уголь. Один или несколько вспомогательных элементов (в виде оксидов) выбирают из группы, состоящей из V2O5, Li2O, MgO, СаО, Ga2O3, ZnO, Al2О3, CeO2, La2O3, SnO2 и K2O. Количество медного компонента (в расчете на CuO) составляет 2-20 мас.% в расчете на общую массу катализатора. Количество вспомогательного элемента (в расчете на указанный оксид) составляет 0-3 мас.%. Количество мезопористого угля составляет 77.1-98 мас.% в расчете на общую массу катализатора. Способ получения катализатора включает: (1) стадию контактирования предшественника медного компонента, предшественника вспомогательного элемента и мезопористого угля в заданном соотношении с образованием промежуточного продукта и (2) стадию прокаливания промежуточного продукта и получения нанесенного на мезопористый уголь катализатора на основе меди. Катализатор стоит недорого, экологически безопасен и обладает высокой термостойкостью и устойчивостью к спеканию при значительно повышенной и сравнительно стабильной каталитической активности. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 47 пр.

Способ приготовления катализатора для получения дизельного топлива из сырья, содержащего триглицериды жирных кислот // 2534993

Изобретение относится к способу приготовления катализатора для получения дизельного топлива из сырья, содержащего триглицериды жирных кислот. Данный способ заключается в нанесении на носитель - аморфный оксид алюминия - методом пропитки с последующим просушиванием и прокаливанием последовательно водного раствора термически нестабильной соли элемента, выбранного из первой группы, включающей титан, олово, цирконий, затем водного раствора термически нестабильной соли элемента, выбранного из второй группы, включающей молибден, вольфрам, и после этого водного раствора термически нестабильной соли элемента, выбранного из третьей группы, включающей кобальт, никель. Полученный катализатор содержит, мас.%: оксид элемента первой группы - 4,2-15,0, оксид элемента второй группы - 12,4-14,2, оксид элемента третьей группы - 2,1-3,8, остальное - оксид алюминия. Далее катализатор активируют вначале выдерживанием в среде водорода при температуре 450-500°С, давлении 5-8 МПа в течение 3-4 ч, затем сульфидированием при температуре 250-300°С, давлении 5-8 МПа в течение 3-4 ч. При этом сульфидирование проводят смесью сероводорода и водорода с концентрацией сероводорода 10-15 об.%. Предлагаемый способ позволяет получать катализатор, обладающий повышенной изомеризующей способностью и сохраняющий каталитическую активность в отношении реакций изомеризации в течение длительного времени, что приводит к получению дизельного топлива, имеющего улучшенные низкотемпературные свойства. 4 пр.