Способ пассивации пирофорного железосодержащего катализатора для конверсии газов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц 4 В 01 1 37/14, 23/76

ВСР. НР1 - Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ВИБЛйо;

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3887792/23-04 (22) 05. 03, 85 (46) 15.08.86. Бюл. N- 30 (71) Московский -ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им. Д.И.Менделеева (72) А.В.Крылова, Н.В.Нефедова, Л.Д.Кузнецов, П.Д.Рабина, Г.А.Устименко, Т.Л.Королева (SU) Т.М.Пеев (BG) и Н.С.Торочешников (БП) (53) 66.097.3(088..8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 862970, кл. В 01 J 37/14, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Ф 914080, кл. В 01 Х 23/?4у 1.979.

Авторское свидетельство СССР

Р 493240, кл. В 01 J 23/74, 1973. (54)(57) СПОСОБ ПАССИВАЦИИ ПИРОФОРНОГО ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩЕГО КАТАЛИЗАТОРА

ДЛЯ КОНВЕРСИИ ГАЗОВ путем обработки его газовой смесью, включающей диоксид углерода и окисляющий агент, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени пассивации и увеличения стабильности пассивирующего слоя, обработку ведут в интервале температур 100-500 С и в качестве газовой смеси используют смесь, выбранную из группы, содержащей,, об.7: диоксид углерода

1,0-99,0; вода 1,0-99,0 или диоксид углерода 99,0-99,5; кислород 0,51,0, или диоксид углерода 1,0-98,0; вода 1,0-98,0 и кислород 0,01-1 0, или азот 1,0-97,0; диоксид углерода

1,0-97,0; вода 1,0-97,0 и кислород

0,01-1,0.

1250319

Изобретение относится к способам приготовления непирофорных металлических катализаторов конверсии газообразного.сырья и может быть использовано, например, в синтезе 5 аммиака или производстве водорода конверсйей оксида углерода.

Цель изобретения — сокращение времени пассивации и увеличение стабильности пассивирующего слоя за счет использования повышенных температур при обработке смесями различных составов.

Пример 1. Образец промышленного катализатора СА-1в (навес- 1Э ка 4, фракция 1-2 мм) восстанавливают водородом в лабораторном реакторе при ступенчатом подъеме температуры и выдерживают при 550 С в

,течение 1 ч. После этого катализа- . 20 тор охлаждают до комнатной температуры в потоке водорода. О степени восстановления судят по изменению веса. Затем температуру повышают до

100 С и обрабатывают катализатор в течение 30 мин пассивирующей сме-. сью, содержащей 99 об.X СО и 1 об. X

Н О со скоростью 10 л/ч в определенном интервале температур. Обработанный пассивирующей смесью пирофорный 30 катализатор охлаждают до комнатной температуры в потоке пассивирующей смеси. О стабильности пассивирующей пленки судят по температуре разогрева обработанного смесью катализатора при пропускании через него потока воздуха, которая не должна превышать

90 С..Опыты по примерам 2-33 проводят 4б аналогично примеру 1, только изменяют состав пассивирующей смеси и темпепатуру пассивации.

Результаты пассивации представлены в табл. 1 для катализатора следующего состава (в окисленной форме), мас. . Fe0 29; M 0 Зю1; К О 0,8

Ng0 1,9; СаО 2,1» Ре О остальное.

Результаты использования пассивированного катализатора представлены в табл. 2.

Предлагаемый способ использован при выгрузке отработанного катализатора, при проведении ремонтных работ, при внеколонном восстановлении. Активность образцов находится на уровне стандартного образца, а температура вторичного окисления и механическая прочность возрастают.

В качестве газовой смеси для обработки могут быть использованы отходы аммиачного производства, например газ регенерации моноэтаноламиновой очистки состава, об.X: СО 96; Н О

3; воздух 1.

Пример 34. Образец промышленного железохромового катализатора состава, мол. : Ре Оь 92,5; Cr Оз

7,5, среднетемпературной конверсии монооксида углерода (навеска 2 г, фракция 1-2 мм) при ступенчатом подъеме температуры восстанавливают водо" родом в лабораторном реакторе и выдерживают при 400 С в течение 2 ч.

Охлаждение до комнатной температуры проводят в потоке водорода. Все остальные стадии эксперимента аналогич» ны примеру 1, только используют газовую смесь для обработки об.X: СО

1, Н О -99.

Другие опыты с железохромовым катализатором (примеры 35- 61) проводят аналогично примеру 2, только изменяют состав пассивирующей смеси. и температуру пассивации. Результаты. представлены в табл. 3.

1250319

Та блица 1

Зависимость стабильности пассивирующего слоя от условий пассивации катализатора синтеза аммиака

Результаты пассивации

Темпе

Температу= ра пасН О О

N C0 сивации, OC затора на воздухе, С

100

500

10

350

280 Полное устранение пирофорности достигается за

6 ч

20

550

0 Разрушение структуры, падение активности

25

99,8 — 400 : 200 0,2

1 100 45

0,5 500 5

1 400 7

1 540 3

99,5

99

0 5 90 270

99,5

Для устранения пирофорности необходимо 6 ч

3 450 10

Взрывоопасно

Опыт по при меру

Состав пассивирующей смеси, об.7 ратура ра зогре ва ка талиДля устранения пирофорности необходимо 2 ч

Разрушение структуры, падение активности

1 250319

Продолжение табл.

Состав пассивирующей смеси об.Х

Результаты пассивацни

Темпе ратура ра зогре ва ка" тализатора на воздухе, С

ТемпеОпыт по

ItP H меру ратура пасН О 0

СО

2 сивации С

100 40

13

1 500 4

15

14 1 300

16

99,25 — 0,75 400 3

99е 25 Оэ 75 540 0

Блокировка поверхности карбидами, падение активности

99,25 — 0,75 80

375 Устранение пирофорности происходит за

2,5 ч

98,0 1,99 0,01 400 2

98,0 1,99 0,01 530

0 Падение активности из-за сильной карбидизации

98,0 1,99 0,01 90

370 - Устранение пирофорности происходит за 2 ч

22 40,.0 57,0 1,99 0,01 400 2

23,57,0 40,0 1,99 0,01 550 0 Падение активности

67,0 1,99 0,01 95

365 Устранение пирофорности происходит за2ч

30,0.70 29 1 80

375 Устранение пирофорности происходит

2 ч

1250319

Продолжение табл. 1 остав пассивирующей смеси об.Ж

Темпе

Результаты пассивации

ТемпеН О 0

Со, сиватализатоции, о0 ра на воздухе,,С

36,5 0,5 530

26

99 0,9 О, 1 300 200 Устранение пирофорности происходит за 1,5ч

97 1

1- 100 40

97

1 500 20

25

97 1 350

4 1 80

31

300 Устранение пирофорности происходит за 5 ч

7 Падение активности

0,5 0,25 0,25 400 200 Устранение пирофорности происходит за 3 ч

99

Опыт

;по

: при меру ратура пас60 о 30 9 1 530 ратура ра зогре ва ка

Блокировка поверхности карбидами, падение активности

1250319

Таблица2

Каталитические свойства пассивированных катализаторов

Механическая

Выход аммиака, в отходящем газе, при W = 15000 ч, P = 300 ат

Время паспрочность, кг/см сивации мин

400 С 450 С 500 С

350 С

380

22,2 19,8

145

12,6 20,3 предла- 30 гаемый

260

22, 1 19,5 103 по про- 360 12,4 20,0 тотипу

Таблица3

Зависимость стабильности пассивирующего слоя от условий пассивации катализатора б конверсии оксида углерода

Опыт

Темпе- ТемпеP езультаты пассивации по при меру ратура пассиратура разогретого каталиСО НО

02 вации, С затора на воздухе, С

99

100 60

99 1

400 17

90 10

0,5 99,5

38

30

99

99,5

100 55

0,5 500 0

23 76

75 24 1

Метод пасси вации по спасо бу

Состав пассивирующей смеси, об.Ж

90 440

350 650

500 0

100 40

500 0

Температура вто ричног окисле ния, С, !2503)9

Продолжение табл.3

М ° WA ВЮФ М

Результаты паесивации емпе- Темпе"

Состав пассивируиицей смеси об.X

Опыт по при меру атура ассиации, С

Î О

СО

° й

98 1,5 0,5 400 20

86 12 1

90 400

Устранение пирофорности происходит за 3 ч

18 81

540 О Падение активности

99 5 0 3 О 2 350 200

Устранение пирофорности происходит за 2 ч

4? 1

48 60 25 4

97 1

70 20

550 О Падение актив ности

52 99,5 0,3 0,1 О, 1 350 600 Устранение пирофорности за 6 ч

99, 25

О» 75 "50 5

0,75 90 600

99,25

Устранение пирофорности происходит за,5 ч

49 90 1

5Î 1 1

51 9 ратура. разогретого катализатора на возхе, С

100 48

410 5 500 2

80 380

0,75 $30 О Разрушение структуры катализатора

1 250319

13

Продолжение табл . 3

Состав пассивирующей смеси, об.Ж

Темпе- Температура ратура

Результаты пассивации

Опыт пасси нации, С

Н О

98,0 1 99 0 01 400 4. 56

98,0 1,99 . 0,01 540 О

98,0 1,99 0,01 95 580 Устранение пирофорности за 4,5 ч

5,99 93,0 1,0 0,01 400 5

О, 01 520 1 Блокировка поверхности карбидами

4,99 93,0 2,0

Составитель Т.Белослюдова

Редактор М.Петрова Техред В.Кадар Корректор С.Шекмар

4359/8 Тираж 527 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 по при, меру разогретого катализатора на возхе, С

8,0 90,.0 1,99 0 01 80 680

Кар б иди з ация поверхности, разрушение структуры