Способ приготовления катализатора для очистки газов от двуокиси серы

 

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ ДВУОКИСИ СЕРЫ, включающий-пропитку носителя на основе окисной формы алюминия растворами нитратов железа и хрома с последующей сущкой и прокаливанием , отличающийся тем, что, с целью получения катализатора с повыщенной активностью , в качестве носителя используют свежеосажденную гидроокись алюминия, перед пропиткой ее обрабатывают 0,1-0,5%ным водным раствором поливинилацетата малеиновой кислоты при перемещивании и прокаливание ведут при 650-655°С.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

- РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ц, В11ьли : Щ.4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3522566/23-04 (22) 10.09.82. (46) 23.07.84. Бюл. № 27 (72) А. Т. Дадаходжаев, И. В. Корнильева, Н. Ш. Иноятов, М. Ш. Мирзаева и К. С. Ахмедов (71) Ташкентский ордена Дружбы народов политехнический институт им. А. P. Бируни (53) 66.097.3 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 444549, кл. В Ol J 23/86, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 493243, кл. В 01 J 23/86, 1973 (протбтип).,.SU„„1103894 А заев В OI J 37/00; В 01 J 23/86 (54) (57) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ

КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ

ОТ ДВУОКИСИ СЕРЫ, включающий пропитку носителя на основе окисной формы алюминия растворами нитратов железа и хрома с последующей сушкой и прокаливанием, отличающийся тем, что, с целью получения катализатора с повышенной активностью, в качестве носителя используют свежеосажденную гидроокись алюминия, перед пропиткой ее обрабатывают 0,1-0,5%ным водным раствором поливинилацетата малеиновой кислоты при перемешивании и прокаливание ведут при 650-655 С.

1103894

Изобретение относится к способам приготовления катализаторов для очистки газов от двуокиси серы.

Известен способ приготовления катализатора для очистки газов от двуокиси серы путем смешения порошка красного железоокисного пигмента в сс -модификации, окисей хрома, калия, кремния с водой, гранулирования при давлении 200 кг/см, сушки при 120 С в течение 2-4 ч и прокаливания при 450 С в течение 4-5 ч (1).

Катализатор обладает высокой прочностью (до 50 кг/см ) и относительно высокой.

30

55 активностью (89 /р при 580 С, объемной скорости 400 ч и начальном содержании двуокиси серы 0,3О/р объема). Однако, необходимо отметить, что при более высоких исходных концентрациях двуокиси серы порядка 79О/О объема активность катализатора, полученного известным способом, значительно сн ижа ется.

Наиболее близким к предлагаемому является способ приготовления катализатора для очистки газов от двуокиси серы путем многократной пропитки носителя на основе окисной формы окиси алюминия — 3 = А1,0 растворами нитратов железа и хрома с последующей сушкой и прокаливанием при

200 С. Согласно известному способу катализаторы готовятся следующим образом: носитель Y -А1 0з, средний размер гранул

1,0 — 1,5 мм, объем 30 см, вес 16,83 г., промывают водой при 100 С в течение 2ч, подсушивают при 150 C до устранения слипания гранул, охлаждают до 30 С и пропитывают азотнокислым железохромовым раствором, подогревают до 50 С. Берут смесь 15 /p-ного водного раствора Ре(ВОЗ)3 и 15 /р-ного водного раствора Сг (МО3)3, отношения в растворе Fe +: Сг Оз, считая на прокаленную смесь,9:1, подсушивают до устранения слипания гранул и прокаливают при 200 С до постоянного веса и далее пропитывают вновь. Чсло циклов (пропитывание, подсушка и прокаливание) зависят от размера гранул носителя. Для гранул среднего размера 1,0 — 1,5 мм число таких циклов 10-12. Количество раствора, июущего на 10 пропиток — 141 мл, на 12166 мл, активный компонент по отношению к весу катализатора составляет при 10 пропитках 31,7 /о (7,8 г); а при 12 - 35,6 /о (9,245 r) (2) .

Однако известному способу присущи недостаточно высокая активность катализатора, многократность пропитывания, высушивания, прокаливания. Так, степень очистки при исходной концентрации (двуокиси серы) 7об.о/О в присутствии катализатора, при готовленного этим способом, составляет при 550 С, - 27,4О/о, а при 650 С37,4 /.

Цель изобретения — получение катализатора с повышенной активностью.

Для достижения поставленной цели согласно способу приготовления катализатора для очистки газов от двуокиси серы путем обработки носителя на основе окисной формы алюминия, в качестве которого используют свежеосажденную гидроокись алюминия, перед пропиткой ее обрабатывают 0,1.

0,5О/О-н ы м водным раствором поли ви нил ацетата малеиновой кислоты при перемешивании с последующей пропиткой растворами нитратов железа и хрома, сушкой и прокаливанием при 650-655 С.

Отличительными признаками настоящего изобретения являются использование в качестве носителя свежеосажденной гидроокиси алюминия, обработка ее 0,1-0,5О/о-ным водным раствором поливинилацетата малеиновой кислоты при перемешивании, проведение прокаливания при указанной выше температуре.

Способ согласно изобретению по сравнению с известным позволяет получить катализатор с повышенной активностью. Так, степень очистки газа от двуокиси серы в присутствии катализатора, полученного предлагаемым способом, составляет при

550 С 47 7 /p, а при 650 С - 56,8 /p.

Способ осуществляют следующим образом.

0,1-0,5О/о — ный водный раствор поливинилацетата малеиновой кислоты добавляют к свежеосажденной гидроокиси алюминия, производя интенсивное перемешивание. В полученный состав вводят хром и железо из смешанных азотнокислых растворов.

Затем его интенсивно перемешивают до образования однородной массы, которую выдерживают на воздухе до приобретения им тестообразного вида, формуют, высушивают

5 ч при 110-120 С и прокаливают 6 ч при

650-655 С.

В предлагаемом способе используют поливинилацетат малеиновой кислоты, который получают следующим образом.

В круглодонную колбу емкостью 1500 мл, снабженную механической мешалкой, наливают 25,8 г мономера винилацетата и 11,6 г малеиновой кислоты, ведут разбавление водой до объема 500 мл, после чего добавляют

2 мл перекиси водорода. Полученная смесь при интенсивном перемешивании подогревается до 80-90 С. Перемешивание необходимо продолжать до тех пор, пока продукт не приобретет маслообразного состояния.

Полученный таким образом сополимер винилацетата малеиновой кислоты имеет молекулярную массу.41000, хорошо растворим в воде.

Тем пература прокалки катализатора, приготовленного по предлагаемому способу, составляет 650-655 С, т.е. предел изменения температуры в муфельной печи составляет

+-5 C. Экспериментальные данные показывают, что до 700 С катализатор сохраняет

1103894 свою активность, а выше происходит снижение активности за счет спекания поверхности катализатора. Удельная поверхность катализатора, прокаленного при 650 +-5 С, составляет 180 м /r, а прокаленного при

750 С вЂ” 110 м /г.

Проведены дополнительные эксперименты по приготовлению катализатора с полимером с молекулярной массой 70000 и

100000, при этом полученные катализаторы практически по активности друг от друга 10 не отличаются, хотя имеется небольшая разница в удельной поверхности, т.е. при использовании сополимера с молекулярной массой 70000 удельная поверхность 176 м /г, а при 100000 — 190 Mz/г.

В использованных сополимерах с молекулярной массой 41000 и 400000 степень полимеризации составляет 107,32 и 261,78 м /г соответственно. При увеличении степени полимеризации ухудшается растворимость сополимера в воде, в связи с чем ис- щ пользовать сополимер с молекулярной массой выше 100000 не представляется целесообразным.

Пример 1. Для приготовления 200 г образца алюможелезохромокисного катализатора берут 203,4 г свежеосажденной гидроокиси алюминия, добавляют 120 мл 0,1 />ного водного раствора поливинилацетата малеиновой кислоты, перемешивая при этом раствор на .механической мешалке с винтообразной лопастью. К полученному составу прибавляют 150 мл 10 o-ного водного раствора азотнокислого железа и 37 мл 10 /ц-ного водного раствора азотнокислого хрома.

Полученный состав перемешивают до получения однородной массы, выдерживают на воздухе до тестообразного вида и пропускают через пресс-формы. Полученные цилиндры катализатора просушивают при 110120 С в течение 5 ч, затем прокаливают при 650 С в течение 6 ч.

Полученный в этих условиях катализатор отвечает следующему составу, вес. /<>. 4О

FezOy 30,0; CrzOq 3,5, Т = AlzO 66,5.

Пример 2. Берут 221,76 г свежеосажденной гидроокиси алюминия, добавляют 120 мл

0,1 /<-ного водного раствора поливинилацетата малеиновой кислоты, перемешивают раствор на механической мешалке. К полученному составу добавляют 120 мл 10 /zного водного раствора азотнокислого железа и 37 мл 10 /<>-ного водного раствора азотнокислого хрома. Полученный состав интенсивно перемешивают до однообразной массы, выдерживают на воздухе до образования тестообразной массы и формуют на пресс-формах. Цили ндровидные частицы катализатора высушивают после этого при

110-120 С в течение 5 ч, прокаливают 6 ч при 650 С. 55

Полученный таким образом катализатор отвеч ает. следующему составу, вес. /<>..

Ре Оз 24, Сг О 3,5, Т = AIzOq 72,5.

Пример 3. Берут 221,76 г свежеосажденной гидроокиси алюминия, прибавляют к ней 120 мл 0,1 /<-ного водного раствора поливинилацетата малеиновой кислоты, проводя перемешивание на механической мешалке с винтообразной лопастью. После этого к полученному составу прибавляют

120 мл 10 /<-ного водного раствора азотнокислого железа и 25 мл 10 /q-ного водного раствора азотнокислого хрома. Полученный состав интенсивно перемешивают до тех пор, пока он не превратится в однородную массу, после чего выдерживают на воздухе до приобретения тестообразного вида. Затем эту массу формуют на пресс-формах и полученные цилиндры катализатора высу; шивают при 110-120 Ñ в течение 5 ч, а затем прокаливают 6 ч при 650 С.

Полученный при этом катализатор отвечает следующему составу, вес. /p. ..Fez Og

24,0, CrзОз 2,5, з = А1 0з 72,5, Пример 4. Для приготовления 200 r образца алюможелезохромокисного катализатора берут 203,4 г свежеосажденной гидроокиси алюминия, добавляют 40 мг

0,3 /р-но ro водного раствора пол и винил ацетата малеиновой кислоты, перемешивая при этом раствор на механической мешалке с винтообразной лопастью. К полученному составу прибавляют 150 мл 10 /q-ного водного раствора азотнокислого железа и

37 мл 10 /z-ного водного раствора азотнокислого хрома. Полученный состав перемешивают до получения однородной массы, выдерживают на воздухе до тестообразного вида и пропускают через пресс-формы. Полученные цилиндры катализатора просушивают при 110-120 С в течение 5 ч, затем прокаливают при 655 С в течение 6 ч.

Полученный в этих условиях катализатор от вечает следующему составу: вес. /p.

FezOy 30,0, Сг Оз 3,5, т = А1 0з 66,5.

Пример 5. Для приготовления 200 г образца алюможелезохромокисного катализатора берут 203, 4 г свежеосажденной гидроокиси алюминия, добавляют 24 мл 0,5 /рного водного раствора поливинилацетата малеиновой кислоты, перемешивая при этом раствор на механической мешалке с винтообразной лопастью. К полученному составу прибавляют 150 мл 10 />-ного водного раствора азотнокислого железа и 37 мл 10 /оного раствора азотнокислого хрома. Полученный состав перемешивают до получения однородной массы, выдерживают на воздухе до тестообразного вида и пропускают через пресс-формы. Полученные цилиндры катализатора просушивают при 110-120 С в течение 5 ч, затем прокаливают при 650 С в течение 6 ч.

Полученный в этих условиях катализатор отвечает следующему составу: вес. /z..

Б О> 30,0, Cr Оэ 3,5, ъ = AlхОз 66,5.

1103894

Температура, С

Катализатор

350 400 450 500 550 600 650 700 750

Предлагаемый 28 3 29,9 37,8 41,7 47,7 52 4 56 8 62 0 59,1

24,7 27,1 20,6 24,2 27,4 32,1 37,4 29,8 21,7

Известный

Составитель В. Теплякова

Реда кто р Е. Папи Тех ред И. Ве рес Корректор А. 3 им о косов

За каз 5015/5 Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

В таблице сведены сравнительные данные испытаний катализаторов, приготовленных по известному и предлагаемому способам. Испытания были проведены на лабораторной проточной установке при объемной скорости газа 4000 ч, искусственно составленная газовая смесь содержала 79 об.% двуокиси серы, остальные — воздух.

Как следует из данных таблицы, катализатор, полученный предлагаемым способом, по сравнению с катализатором, полученным известным способом, позволяет увеличить степень очистки газа от двуокиси серы более чем в 1,5 раза.