Способ очистки газов от паров органических веществ и катализатор для его осуществления

 

Изобретение относится к технологии и катализаторам очистки газов от паров органических веществ, применяемым в химической промышленности и позволяющим повысить эффективность процесса за счет увеличения срока службы катализатора. Газовоздушную смесь с парами акролеина, стирола и метилметакрилата пропускают при 100- 200°С через слой алюмохромфосфатного катализатора, содержащего, мас.%: Cr,,0,7,0-15,0-,-AlP04l ,2-6,0; , остальное. При снижении степени очист ки до 90% проводят регенерацию катализатора нагревом его до температуры 310-390 С в течение 3-iO мин. Нагрев ведут пропусканием подогретого очищаемого газа. Срок службы катализатора составляет 140-650 мин в одном цикле очистки - регенерации в присут ствии g стирола, 110 мин в случае метилметакрилата и 240 мин в случае акролеина при общем числе циклов, равном 15. 2 с.п. ф-лы, 2 табл. j SSSSSU гшат

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1438833 описания изоврктьния

H АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4235970/31-26 (22) 23.02.87 (46) 23.11 ° 88. Бюл. ¹ 43 (71) Ленинградский технологический институт им. Ленсовета (72) А.А. Евстратов, E À. Власов,.

А.И. Козлов, Н.Б. Кутакова и В.M. Померанцев (53) 66.074.67,66.097.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1007712, кл. В 01 D 53/36, 1981.

Авторское свидетельство СССР

¹ 764718, кл. В 01 J 23/26, 1979. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ ПАРОВ

ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ И КАТАЛИЗАТОР

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к технологии и катализаторам очистки газов от паров органических веществ, применяемым в химической промышленности и (si) 4 В 01 0 53/36, В 01 J 27/18, 23/26 позволяющим повысить эффективность процЕсса за счет увеличения срока службы катализатора. Газовоздушную смесь с парами акролеина, стирола и метилметакрилата пропускают при 100о

200 С через слой алюмохромфосфатного катализатора, содержащего, мас.7:

Сг 0 7,0-15,0; А1РО 1,2-6,0, g -A1 0g остальное. При снижении степени очист ки до 90Х проводят регенерацию катализатора нагревом его до температуры о

310 — 390 С в течение 3-10 мин. Нагрев ведут пропусканием подогретого очищаемого газа. Срок службы катализатора составляет 140-650 мин в одном цикле очистки — регенерации в присутствии стирола, 110 мин в случае метилметакрилата и 240 мин в случае акролеина при общем числе циклов, равном 15.

2 с.п. ф-лы-, 2 табл.

1438833

Изобретение относится к способам и катализаторам очистки газовых -выбросов, содержащих пары полимеризующихся органических соединений, например метилметакрилат4, стирола, акролеииа и т.п., и может быть испольэовано для обезвреживания отходящих газов в производстве пластических масс, синтетических каучуков, лакокрасоч- 10 ных материалов, в судостроительной промышленности и других отраслях.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса за счет увеличения срока службы катализатора. 15

Поставленная цель достигается тем, что процесс очистки ведут на алюмохромфосфатном катализаторе, содержащем, мас.%: Cr O, 7,0-15,0; А1Р01

l,2-6,0, $ -Al 0 > остальное, à pere- 20 нерацию длоя катализатора проводят при 310-390 С в течение 3-10 мин потоком очищаемого газа при нагревании

1/5-1/7 его части до 450-550 С.

Пример 1. Газовоздушную 25 смесь, содержащую 350- 800 мг/м акролеина, стирола и метилметакрилата пропускают при 100-200 С с расходом

6500-15800 ч через слой Млюмохромфосфаткого катализатора, содержащего, 30 мас.%: A3.Р04 1,21 CrgOy 7 и g -А1 Оз остальное, объемом 4, 2-7, 0 см с размером гранул 0,5-1,0 мм. Продолжительность работы слоя катализатора оценивают по времени достижения сте- 35 пени очистки газа 90%. Затем прово-., дят регенерацию катализатора при температуре слоя 310-390 С путем пропускания очищаемого газового потока через слой катализатора, при этом l/5- 40

1/7 часть потока предварительно подогревают до 450-550 С.

Для приготовления 100 r катализатора, содержащего, мол,%: А1РО41,2;

Cr<0> 7,0 и g Al<0> 91,8, обраба- 45 тивают 262,3 r геля гидроокиси алюминия с влажностью 65 мас.% 1,28 мл 58%-ной ортофосфорной кислоты (плотность э

1,375 г/см ). После тщательного перемешивания образовавшейся пасты в течение 30 мин ее сушат при L20 С

4 ч и прокаливают при 650 С в течение 4 ч. Катализатор, полученный таким образом, имеет удельную поверхность 200 м /r и поры размером 90 А.

Я

Затем катализатор дробят и подвергают пропитке раствором хромового ангидрида, который готовят растворением

9,2 r Cr O> в 100 мл воды. Насыщекие проводят в течение 3 ч с посте-. пенным подъемом температуры пропиточного раствора до 90 С и последующим упариванием раствора. Полученный као тализатор сушат дри 110 С в течение и

4 ч и термостатируют при 420 С в течение 4 ч.

Пример 2. Методика проведения процесса очистки на алюмохромфосфатком катализаторе, содеражщем, мас.Х: А1Р04 6; Сг О 7,0 и g -А3 О остальное, аналогична примеру 1.Ïðè снижении степени очистки до 90Х проводят регенерацию слоя катализатора аналогично примеру 1.

Для приготовления 100 г катализатора, включающего, мас.Х: AlPO 6,0", Cr O 7,0 и 2I -А1 0 87, обрабатывают 580 г геля,гидроокиси алюминия с влажностью 85 мас. % 22,3 мл 20%-ной ортофосфорной кислоты (плотность з

1,110 г/см ). После тщательного перемешивания образовавшейся пасты в течение 30 мин ее сушат при 180 С о

5 ч и прокаливают при 650 С в течение 4 ч. Катализатор, полученный таким образом, имеет удельную поверхО ность 250 м /r и поры размером 55 A.

Методика пропитки гранул катализатора и приготовления,пропиточного раствора аналогична примеру 1. Получено ный катализатор сушат при 90 С в те-: чение б ч и термоактивируют при.

480 С в течение 2 ч.

Пример 3. Методика. проведения процесса очистки на алюмохромфосфатном катализаторе, содержащем, мас.%: A1P04 1,2; Сг, Оз 15,0 и

А1 О> остальное, аналогична примеру 1.

При снижении степени очистки до 90Х проводят регенерацию слоя катализатора аналогично примеру 1 °

Для приготовления 100 г катализатора, включающего в состав, мас.Х:

А1Р0,1 1,2", Cr

83,8, обрабатывают 279,3 r геля г роокиси алюминия с влажностью 70 мас.Х

2,2 мл 35,5%-ной ортофосфорной кислоты (плотность 1,22% г/см ). После тщательного перемешивания образовавшейся пасты в течение 30 мин ее сушат о о при 140 С 6 ч и прокаливают при 650 С в течение 4 ч. Катализатор, полученный таким образом, имеет удельную поверхность 230 м /r и поры размером

80 А. Методика пропитки гранул катализатора и приготовления пропиточного раствора аналогична примеру 1. По3

4 меру l. Полученный катализатор суо шат при !30 С в течение 4 ч и термоо активируют при 440 С в течение 3 ч, Состав катализатора, прочностные свойства гранул и условия проведения процесса приведены в табл. 1.

В табл. 2 приведены параметры регенерации и эффективность процесса очистки газа в условиях цикловой работы (очистки — регенерация), Как следует иэ таблиц, предлагаемые способ и катализатор позволяют увеличить срок службы слоя до 110650 мин в одном цикле очистки — регенерации при общем числе циклов, равном 15, против 28-70 мин и 38 мин при двух циклах в известных технических решениях.

Формула и з о б р е т е н и я

1 Способ очистки газов от паров органических веществ, включающий про о пускание их при 100-200 С через слой катализатора на основе / -оксида алюминия в присутствии кислорода и последующую регенерацию катализатора кратковременным нагреванием при пропускании через него подогретого потока очищаемогс газа, о т л и ч аю п и и с я тем, что, с целью повьш ения эффективности процесса эа счет увеличения срока службы катализатора, процесс очистки ведут на алюмохромфосфатном катализаторе при следующем соотношении компонентов, мас. :

Оксиц хрома 7, 0-15, О

Ортофосфат алюминия 1,2-6,0

aI -Оксид алюминия Остальное регенерацию катализатора ведут при о температуре его слоя 310-390 С в течение 3-10 мин.

2, Катализатор для очистки газов от паров органических веществ, содержащий оксид хрома и термически устойчивую соль на носителе J -оксиде алюминия, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы катализатора, он в качестве термически устойчивой соли содержит ортофосфат алюминия при следующем соотношении компонентов, мас. :

Оксид хрома 7,0-15,0

Ортофосфат алюминия 1,2-6,0 !

1-Оксид алюминия Остальное

3 143883 лученный катализатор сушат при 140 С в течение ч и термоактивируют при

460 С в течение 3 ч. Состав катализао тора и прочностные свойства гранул приведены в табл. l.

Пример 4 ° Методика проведения процесса очистки на алюмохромфосфатном катализаторе, содержащем, мас. : А1РО, 2 6, Cr О > 15 0 и !О

QA1 О> остальное, аналогична примеру 1. При снижении степени очистки до 90 проводят регенерацию слоя катализатора аналогично примеру 1.

Для приготовления 100 г катализа- !5 тора, включающего,масЛ:. A1P04 2,6;

Cr<0> 15,0 и II -A1 0> 82,4, обрабатывают 329,6 г геля гидроокиси алюминия с влажностью 75 мас, 4,! мм 40 -ной ортофосфорной кислоты (плотность 20

1,255 г/cM ). После тщательного пере 3 мешивания образовавшейся пасты в течение 30 мин ее сушат при !60дС 5 ч и

6 . прокаливают при 650 С в течение 4 .ч.

Катализатор, полученный таким образом,25 имеет удельную поверхность 280 м /г и поры размером 40 А. Методика пропитки гранул катализатора и приготовления пропиточного раствора аналогична примеру 1. Полученный катализатор ЗО сушат при 100 С в течение 5 ч и термоо активируют при 430 Св течение 4 ч.

П р и и е р 5. Методика проведения процесса очистки на алюмохромфосфатном катализаторе, содержащем, мас. : А1Р04 6,0, Cr<0 > 15,0 и

А1 0> остальное, аналогична примеру 1. При снижении степени очистки до

90 проводят регенерацию слоя катализатора аналогично примеру l. 40

Для приготовления 100 r катализатора, включающего, мас. :

А1РО< 6„0, Cr 0 15,0 и g -Al<0> 79, ! обрабатывают 395 г геля гидроокиси алюминия с влажностью 80 мас, . 45

28,8 мг 15,4 -ной ортофосфорной кис-. лоты (плотность 1,085 r/смЭ). После тщательного перемешивания образовавшейся пасты,в течение 30 мин ее сушат при 150 С 4 ч, прокаливают при " 50

650ОС в течение 4 ч. Катализатор, полученный таким образом, имеет удельную поверхность 240 м /r и поры размером 50 R. Методика пропитки гранул катализатора и приготовления про- 55 питочного раствора аналогична при1438833

Таблица I

Параметры очистки

Очищаемое

КатализаСостав катализатора, мас.Ж органичетор

Cr< O>

АП О„ ское вещество"" смеси ч

1, 7,0 100 )5800

Известный"

13,7 120 15800

90

6,0 7,0 87,0

1 2, 8 100 15800

105

132

200 6500

1,2 15,0 83,8

310

15,0 200 15800

2,6 15,0 82,4

155

190

)2,0 200 15800

6,0 15 0 79,0

185

210

10,8 15,0 74,2 12,4 200 15800

l 80

220

7,2 120 15800

0,7 2,0 97,2 Предлагаемый

1 1,2 7,0 91,8

Проч иост гранул

МПа ратура слоя

Расход газовой

Продолкительность работы слоя мин

Акролеин(А) 28 стирол (С) 43 метилметакрнлат. 70 (и) 430

1438833

Продолжение табл.1

Состав катализатора, мас.Х

Продолжительность работы слоя мин

Ка.тализатор тры

mR ое ргаСг® 0>

ЩОз

Расхо кое еществоее газовой смеси

63

12,6 200 l 5800

ll,7 20,0 68,2

190

205

" Состав известного катализатора, мас.X: A12804 4,0 Сг 057,0;

It-А1203 89, "" Концентрация 800 мг/м ; объем катализатора 4,2 см Таблица 2

Еаталиеаостаи х ест Параметры цик- регенерации тор

Р04 Сг ола и температу-, ра нагреваемого

rasa

150 1 10 390" 1/7 и 450

: Извест-! ны@

Стирол

100

2 10 390 1/7 и 550

350

l,2 7,0 91,8 Акролеия, 120 1 . 10

240

310 1/7 и 450

240

3!О 1/7 и 450!

5 10

350

100 1 8 370 1/6 и 500

15 8 370 1/6 и 500

200 1 5 . 380 1/5 и 550

15 5 380 1/ф и 550

I50 1 10 350 !/6 и 450

110

6, 0 7,0 81,0 Метилметакрилат, 800

l lO

1,2 15,0 83,8 Стирол

650

650

500

140

2,6 !5,0 82,4 Стирол

140

15 1О 350 . 1/6 и 450

800

3 390 l/5 и 450

390

200

Стирол, 6,0 15,0 79,0

390 1/5 и 500

390

15 3

1 2

10 2

350!

/3 и 500

1/3 н 450

360

200

450

6 0 !5 0 79 0

Стирол, 350

Проч иост гранул

МПв

Яре- Те мя, ра иии ра сл с

Продолжительноо с ть работы в одном цик —. ле, мин

1438833

Продолжение табл.2

Каличест

Параметры регенерации

Состав катализатора, мяс.t во циклов

Ыо

А1Р04

Сгt03 газа

79,0 Стирал, 200 1 !5 270 !/9 и 450 390

6,0 )5,0

10 15 270 1/9 и 500 210

15 )5 270 1/9 и 550 160

350

" Подъем температуры до 390"С не приводит к инициированию реакции окисления полимера и э эффективной регенерации катализатора. Объем катализатора 7 см

Составитель Г. Винокурова

Техред И.Ходанич

Корректор А.Обручар

Редактор А. Шандор

Заказ 5993/10 Тираж 642

ВНИИИИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35,-Раушская наб., д.

Подписное

4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Катализаг тар

Оча еемое орга - ническое вещество, мг/и з

Температура слоя, с

Вреияр иин теипе- ра ра слоя

ОС

Доля и температура нагреваемого

Продолжи" телъность работы в аднои цикле, иин