Катализатор для очистки газа от фосфина

Авторы патента:

КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗА ОТ ФОСФИНА, включакжцнй соединение переходного металла и носитель - активированный уголь, о тличающийся тем, что, с целью повышения активности и стабильности катализатора, он в качестве соединения переходного металла содержит окись никеля при следукяцем соотношении компонентов, мае.%: Окись никеля 10-20 Активированный угольОстальное

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

{ (9) (13) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3625816/23-04 (22) 03.06.83 (46) 07.06.85. Бюп. У 21 (72) У.И. Юнусов и Н.А. Тополова (71) Казахский научно-исследовательский и проектный институт фосфорной промышленности (53) 66.097,3(088.8) (56) 1. Патент Германии N 625920, кл. 12 i 25/00, опублик. 1936.

2. Ван Везер. Фосфор и его соединения. М., ИЛ, 1961, с. 155 (прототип).

4 (я) В 0 f J 23/74; В 01 D 53/36 (54) (57) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ

ГАЗА ОТ ФОСФИНА, включанш1ий соединение переходного металла и носитель вЂ” активированный уголь, о тл и ч а ю щ и и с .я тем, что, с целью повышения активности и стабильности катализатора, он s качестве соединения переходного металла .содержит .окись никеля при следуюшем соотношении компонентов, мас.X:

Окись никеля 10 вЂ” 20

Активированный уголь Остальное

9625 г с водой и углекислым никелем, промывки полученной массы водой, фильтрования, формования, сушки и термоактивации при 350 С в токе воздуха.

Пример t. Готовят 100 r катализатора, содержащего 10X NiO u 907 активированного угля.

Для этого в реактор емкостью

500 мл вносят 90 r активированного угля марки АГ-5, просеянного через сито У О, 1. К нему приливают 200 мп воды и перемешивают 20 мин. Затем, в реактор вносят 14,3 г углекислого никеля и продолжают перемешивание еще 30 мин.

Полученную массу промывают водой, отфильтровывают и формуют в гранулы размером 4-6 мм, которые сушат при

110 С до постоянного веса. Сухие гранулы термоактивируют при 350 С в токе воздуха в течение 2 ч.

Пример 2. Катализатор, содержащий 15Х окиси никеля и 857 активированного угля испытывают в процессе очистки газа- от фосфина. Для этого в трубчатый реактор диаметром

10 мм помещают 5,5 мл катализатора указанного состава и пропускают через него газовоздушную смесь, содержащую 100 мг/м фосфина и 16 об.Х кислорода.

Процесс ведут при комнатной температуре и объемной скорости подачи газа 11000 ч в течение 80 ч. Степень очистки газа от фосфина 1007..

Пример 3. Готовят 100 г катализатора, содержащего 177 окиси никеля и 837 активированного угля.

Для этого в реактор емкостью 500 мл вносят 83 г активированного угля марки АГ - 5 просеянного через сито N 0,1. К нему приливают 200 мл воды и перемешивают 20 мин. Затем в реактор вносят 24,3 г углекислого никеля и продолжают перемешивание еще 30 мин.

Полученную массу промывают водой, отфильтровывают и формуют в гранулы размером 4-6 мм, которые сушат при

1t0 С до постоянного веса. Сухие гранулы термоактивируют при 350 С в токе воздуха в течение 2 ч.

1,. 115

Изобретение относится к катализаторам для очистки газов различных химических производств, в частности производства фосфора, от фосфина.

Известен способ удаления фосфина из газов, заключаиицийся в пропуска. нии газа с температурой ниже 30 С через активированный уголь, насыщенный концентрированными кислотами 1).

Недостатком данного способа явля- 10 ется десорбция кислот с поверхности активированного угля в газовую фазу, присутствие их в.которой усиливает коррозию аппаратуры.

Наиболее близким к изобретению 1 по технической сущности и достигаемому эффекту является катализатор для очистки rasa от фосфина, содержащий соединение переходного металла, в качестве которого содержит З1 сернокислую медь, и носитель вЂ” активированный уголь при следующем содержании компднентов, мас.7: сернокислая медь 10, носитель осталь. ное С23.

Недостатками известного катализатора являются относительно низкая активность и стабильность. Так, при очистке газа от фосфина в присутствии известного катализатора при объемной скорости подача газа равной

11000 ч ", концентрации фосфина, 100-120 мг/м и температуре 20-25 С, . степень очистки газа от фосфина составляет в среднем 45-507 при этом через 4 ч работы его активность снижается вдвое.

Цель изобретения вЂ” повышение активности и стабильности катализатора.;

Поставленная цель достигается тем, 10 что катализатор для очистки газа от фосфнна, содержащий соединение переходного металла и носитель - активированный уголь, в качестве соединения переходного металла содержит . 45 окись никеля при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Окись никеля 10-20

Активированный уголь Остальное

Предлагаемый катализатор по срав- 50 нению с известным обладает высокой каталитической активностью, обеспечивающей очистку газа 0Т фосфина на 98-100Х, и стабилен во времени, а именно: степень очистки газа через Я

120 ч работы составляет 1007.

Предлагаемый катализатор готовят путем смешения актнвированиого угля

Полученный катализатор испытывают в процессе очистки газа от фосфина. Для этого в трубчатый реактор диаметром 10 мм помещают 5 5 мл катализатора указанного состава и пропускают через него газовоэдушную з 11596 смесь, содержащую 100 мг/м фосфина и 16 об.X кислорода.

Процесс ведут при комнатной температуре и объемной скорости подачи газа 11000 ч " .

В течение 120 ч степень очистки газа от фосфина составляет 1007..

Пример 4. Готовят 100 r катализатора, содержащего 20Х окиси никеля и 80Х активированного угля. 1g

Для этого в реактор емкостью 500 мл вносят 80 г активированного угля марки АГ вЂ” 5. К нему приливают 200 мп воды и перемешивают 20 мин. Затем в реактор вносят 23,6 г углекислого никеля н продолжают перемешивать еще 30 мин.

Полученную массу промывают водой, отфильтровывают и формуют в гранулы размером 6 мм, которые сушат при 2О.

110 С до постоянного веса. Сухие гранулы термоактивируют при 350 С в токе воздуха в течение 2 ч.

Полученный катализатор испытывают в процессе очистки газа от фосфи- д на. Для этого в трубчатый катализатор диаметром 10 мм помещают 5,5 мп катализатора и пропускают через него

I газ овоздушную смесь, содержащую

100.мг/м фосфина и 16 об.7 кислоро30 да. Процесс ведут при комнатной температуре и объемной скорости. подачи газа 11000 ч " в течение 120 ч, Степень очистки газа от фосфина в течение указанного времени составляет 1007..

Аналогично были приготовлены катализаторы, содержащие менее 10 мас.Х окиси никеля и более 20 мас.7 окиси никеля.

Данные испытаииякатализаторов сведены в табл. 1.

Из данных табл. 1 следует, что ка- тализатор, имеющий в своем составе

10"20Х окиси никеля, активированный

1 уголь - остальное, обладает наиболь25 4 шей активностью, выражающейся в вы- 1 сокой степени очистки газа от фосфи" на (98-100X).

Уменьшение содержания окиси никеля в составе катализатора ведет к снижению его активности, а увеличениевЂ”

Нецелесообразно из-за перерасхода реагеята.

При таком составе катализатора достаточное содержание активного компонента. сопровождается максимальной адсорбционной способностью катализато.ра (объем макропор 1000-10000 А ра1 вен 0,28 вЂ” 0,35 см /г), что благопри.ятно сказывается на каталитическом процессе окисления фосфина.

Снижение активности и стабильности катализатора, содержащего менее

:i0X окиси никеля, обусловлено сокра ением активного компонента как такового в составе катализатора .и перераспределением пор в его объеме (возрастает объем микропор 30 А до

0,28 см /г).за счет указанного компонента.

Увеличение содержания окиси никеля в составе катализатора более 20Х позволяет сохранить высокую активность, но при этом резко сокращается стабильность катализатора во времени, вследствие снижения его механической прочности, приводящей к истиранию катализатора.

Сравнительная эффективность известного и предлагаемого катализаторов в процессе очистки газовоэдушных смесей от фосфина показана в табл. .2.

Из данных табл. 2 следует, что предлагаемый катализатор по сравнению с известным позволяет получить в заданных условиях ведения процесса высокую степень очистки газа от фосфина.

Кроме того, он стабилен во времени в указанном процессе не менее 120 ч.

1159625

Таблица э

Катализатор Н10 нв АГ-5

Хврактермстмкв

Размер гранул, эвам диаметр длина

Пористая структура, колмчество нор, см /r

0, 60 0,62 0,60 0,62 0,61 0,62 0,60 0,61 0,60

0,60 с диаметром 30 А с диаметром 30-1000 3

О 29 0,28 0,23 0,20 0,16 0,14 0,13 0,12 0,11

0,30

0,06 0,07 0,09 0,10 0,11 0 13 0,17 0,21 0,24