Способ получения алюможелезооксидного катализатора

 

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к получению алюможелезооксидного катализатора. Цель - повышение термической устойчивости и износоустойчивости катализатора. Получение ведут путем пропитки носителя - оксида алюминия раствором нитрата железа, содержащим дополнительно щавелевую кислоту в молярном соотношении с нитратом железа от 1 : 1 до 3 : 1. Процесс ведут с последующей сушкой и термообработкой при 500 - 600С истирание катализатора составляет 0,7 - 1% в сутки (против 29% -ного износа известного катализатора), а механическая прочность выше в 1,6 - 2 раза. 1 табл.

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к производству алюможелезооксидных катализаторов, применяемых для сжигания топлива и промышленных выбросов. Целью изобретения является повышение термической устойчивости и износоустойчивости за счет дополнительного введения в раствор для пропитки оксида алюминия щавелевой кислоты в молярном соотношении с нитратом железа от 1: 1 до 3: 1. П р и м е р ы 1-6. Оксид алюминия ( δ_уд 230 м²/г, Р = 22 МПа, влагоемкость 0,45 мл/г, сфера 1,0-2,0 мм) пропитывают во влагоемкости раствором, содержащим нитрат железа и щавелевую кислоту в соотношении 1: 3. Раствор готовят следующим образом. Навеску нитрата железа (Fe(NO₃)₃ x х9H₂O) 266,7 г растворяют в 200 мл дистиллированной воды. Затем 247 г щавелевой кислоты (Н₂С₂О₄ ˙2Н₂О) растворяют в 440 мл горячей дистиллированной воды и приливают полученный горячий раствор щавелевой кислоты к раствору нитрата железа при интенсивном перемешивании. После пропитки в течение 40-60 мин катализатор сушат при 30-110^оС под инфракрасной лампой до сыпучего состояния и прокаливают в токе воздуха 500 ч^-1 при 500^оС в течение 4 ч. Прочность полученного катализатора определяют на приборе типа МП-9С, устойчивость к воздействию высоких температур - по изменению механической прочности после термообработки при 500^оС (Р₅₀₀) и при 1000^оС (Р₁₀₀₀) в течение 2 ч. Каталитическую активность определяют на проточно-циркуляционной установке в модельной реакции окисления СО. Условия испытания катализаторов на проточно-циркуляционной установке следующие: Температура, ^оС 150-600 Концентрация СО в воздухе, об. % 1,0 Расход газа, л/ч СО 0,4 Воздух 39,6 Скорость циркуля- ции, л/ч 1000 Навеска катализатора, г 1,0 Размер гранул соответ- ствует размеру гранул испытуемых образцов, мм 1,0-2,0 Условия испытания на аппарате КГТ Топливо Дизельное, "Л" Загрузка катализато- ра, кг 6,0+0,3 Температура в зоне сго- рания топлива, ^оС 700-750 Высота зоны сгорания топлива, мм 400
Линейная скорость газов в зоне сгорания, м/с 1,4+0,1
За меру каталитической активности принимают температуру достижения 50% -ной степени превращения СО (T₅₀^CO). Износоустойчивость катализатора оценивают как относительное изменение массы катализатора в результате истирания за сутки работы в аппарате КГТ при сжигании дизельного топлива в течение 100 ч и более. Химический состав и свойства катализаторов приведены в таблице. Свойства катализатора практически не меняются при изменении температуры термообработки от 500 до 600^оС. Уменьшение или увеличение соотношения нитрата железа и щавелевой кислоты по сравнению с избранным интервалом приводит к ухудшению его термической устойчивости каталитической активности (примеры 4, 5). Активность катализаторов в пределах экспериментальной ошибки находится на уровне катализатора, приготовленного по способу-прототипу, и характеризуется величиной T₅₀^CO 310-350^оС. Истирание катализатора в аппарате КГТ составляет 0,7-1% в сутки по сравнению с 29% -ным износом катализатора по способу-прототипу, а механическая прочность выше в 1,6-2 раза (пример 6). (56) Патент США N 1495350, кл. С 01 F 7/02, 1972. Шепелева М. Н. , Бунимович В. Р. и др. Научные основы приготовления катализаторов. Новосибирск, 1983, с. 224-236.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМОЖЕЛЕЗООКСИДНОГО КАТАЛИЗАТОРА для сжигания топлива путем пропитки носителя - оксида алюминия раствором нитрата железа с последующей сушкой и термообработкой при 500 - 600^oС, отличающийся тем, что, с целью повышения термической устойчивости и износоустойчивости катализатора, используют раствор, содержащий дополнительно щавелевую кислоту в молярном соотношении с нитратом железа от 1 : 1 до 3 : 1.

РИСУНКИ

Рисунок 1