Способ приготовления катализатора для окисления диоксида серы
Изобретение касается каталитической химии, в частности приготовления катализатора для окисления диоксида серы, что может быть использовано в производстве серной кислоты. Цель - повышение активности и механической прочности катализатора. Для этого диатомит смешивают со щелочным промотором и пентоксидом ванадия. К полученной массе последовательно добавляют серную кислоту и раствор кремнезема с последующими формовкой, сушкой и прокаливанием. Приготовленный катализатор обладает повышенной активностью. Так, степень конверсии диоксида серы возрастает с 40 до 41,5-51,0% при 420°С и с 87 до 88-89,2% при 485°С, механическая прочность катализатора выше на 1,5-4 кг/см, что позволяет увеличить его срок службы. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСН а
РЕСПУБЛИК
А1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИп
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
° Ф
° «»
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯ1Д
ПРИ ГКНТ СССР
1 .(21) 4276589/31-04 (22) 06.07.87 (46) 23.04.90. Бюл. ¹ 15 (71) Московский химико-технологичес" кий институт им. Д.И.Менделеева (72) В.П.Салтанова, В.С.Бесков, А.И .Михайличенко, В.В.Костюченко, В.П.Букалов, А.А,Иванов, С.В.Липочкин, И.В.Галченкова, А.ЮКазанский, В.В.Демин; ВЛ.Ванчурин, В.С.Лютиков и А.N.Áoíäàðåíêo (53) 66.097.3(088.8) .(56) Патент ФРГ №- 3322940, кл. В О! J 23/22, опублик. 1985. (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ДИОКСИДА СЕРЫ (57) Изобретение касается.каталитической химии, в частности приготовИзобретение относится к способам приготовления катализаторов, а именно к способам приготовления ванадиевых катализаторов на кремнеземных носителях для окисления диоксида серы.
Целью изобретения является получение катализатора с повьппенной активностью и механической прочностью .за счет определенной последовательности смешения компонентов катализатора, а именно за счет введения кремнеэоля в катализаторную массу после введения в ее состав серной кислоты.
Пример 1. В быстродействующий смеситель загружают 92 кг диатомита и одновременно добавляют 4,6 кг
„„ЯУ„„155 463 (51)5 В 01 J 37 04 23/22
2 ления катализатора для окисления диоксида серы, что может быть исполь. зовано в производстве серной кислоты. Цель — повышение активности и механической прочности катализатора.
Для этого диатомит смешивают со щелочным промотором и пентоксидом ванадия. К полученной массе последовательно добавляют серную кислоту и раствор кремнезема с последующими формовкой, сушкой и прокаливанием.
Приготовленный катализатор обладает повьппенной активностью. Так, степене конверсии диоксида серы возрастает с 40 до 41,5-51,0Х при 420 С и с 87 до 88-89,27 при 485 С, механическая прочность катализатора выше на 1,54 кг/см, что позволяет увеличить его срок службы, 1 табл.
Na 0 в виде NaOH и 41,5 кг КОН (56 мас. Ж) . В полученном растворе растворяют 13,5 кг Ч О (90 мас.X) и вводят 112,0 л (37 мас.7) Н БО+ при интенсивном перемешивании и подо держании температуры на уровне 35 С.
Затем к полученной массе дополнительно добавляют 40 кг (40 мас.Ж) раствора кремнезоля и 1,8 кг ПАВ ( (смесь полиэтиленгликолевых эфиров юно-и диалкилфенолов), растворенного в 3 56 л Н О, перемешивают, полученную массу формуют экструзией в . гранулы диаметром 5 мм, сушат при
120 С и прокаливают при 500 С.
Состав готового катализатора в пересчете на оксиды следующий, мас.М:
1558463
Ч205 6,7; К20 10 3; Na20 2,4; $0э
23,0; Si02 8,6 (из кремнезоля)
49,0 (иэ диатомита) .
Влажность катализаторной массы
5 составляет 4! мас.X.
Пример 2. В быстродействующий смеситель .загружают 92 кг диатомита и одновременно добавляют 60 л (92,5 кг) раствора К ЧО (концентрация раствора о-ванадата калия
297,8 г/л, С y Зятем к полученной массе дополнительно добавляют 40 кг (40 мас. ) раствора кремнезоля и 108 кг ПАВ (смесь полиэтиленгликолевых эфиров монои диалкилфенилов), растворенного в 3,56 л HzO, перемешивают, полученную массу формуют экструзией в гранулы диаметром 5 мм, сушат при 120 С и прокаливают при 500 С. Состав готового катализатора в пересчете на оксиды следующий, мас. : Ч Оу 6,8; К О 10,3; $0з 23,0; Si02 8,6 (из кремнезоля)," SiO< 51,3 (из диатомита) . Влажность каталпзаторной массы составляет 41 мас. .. Пример 3. Проводят аналогично примеру 2, но при приготовлении катализатора используют раствор кремнезоля с концентрацией ZOX $ 02, при 35 этом концентрация раствора о-ванадата калия составляет 455 г/л (С к,у= — 277 г/л, С V др 178 r/ë) . Состав готового катализатора аналогичен катализатору по примеру 2 ° Пример 4. Проводят аналогично примеру 2, но при приготовлении катализатора используют раствор кремнезоля с концентрацией 30 мас. SiO@, при этом концентрация раствора о-ванадата калия составляет 360,8 г/л Ск о = 219,6 г/л CY о = 141,2 г/л). Состав готового катализатора аналогичен катализатору по примеру 2. Пример 5. В быстродействующий смеситель загружают шихту, состоящую из 92 кг диатомита и 13,5 кг V 90 мас. ), подают 59,3 кг раствора бисульфата калия, растворенного в 99,4 л Н О, предварительно полученного растворением 39,7 кг сульфата калия в 22,9 кг (93 мас. ) серной кислоты при интенсивном перемешивании и.поддержании температуры на .о ,уровне 35 (возможен вариант получе ния бисульфата калия из KOH и Н SO ) . Затем в катализаторную массу вводят 40 кг 40%-ного раствора кремнезоля и 1,8 кг ПАВ (смесь полиэтиленгликовых эфиров моно-и диалкилфенилов), растворенного в воде. Полученную массу формуют экструзией в гранулы диаметром 5 мм, сушат при 120 С и прокаливают при 500 С ° Состав готового катализатора в пересчете на оксиды следующий, мас,X: Ч О 6,8; К20 10,3; SO3 23,0; Si0< 8,6 (из кремнезоля); $ 02 51,3 (из диатомита) . Влажность катализаторной массы составляет 41 мас.7.. Пример 6 (для сравнения, по известному способу). К 40 кг кремнезоля (40 мас.%) добавляют 4,6 кг Naz0 в виде ИаОН и 41,5 кг KOH (56 мас. ), при этом щелочность раст вора соответствует рН 12. В получен,:ном растворе растворяют 13,5 кг Vz0 (90 мас.7), а затем добавляют 112,0л (37 мас. ) 8<$0< при интенсивном перемешивании и поддержании темпера.о туры при 35 С. Далее в быстродействующем смесителе приготовленную суспензию перемешивают с 92 кг диатомита. Полученную массу формуют экструзией в гранулы диаметром 5 мм, сушат при 130 С и прокаливают при 600 С. Состав готового катализатора в пересчете на оксиды следующий,. мас.7: Ч.,О 6,7; К,О 10,3; Nag 2,4; SO 23,0; $ 0 8,6 (из кремнезоля). SiO 49,0 (из диатомита). Влажность катализаторной массы составляет 41 мас., Образцы катализатора, приготовленные по примерам 1-6, испытывают в процессе окисления диоксида серы в триоксид. Испытания проводят при о 420 и 485 С, объемной скорости газовой смеси 4000 ч ", концентрации диоксида серы в смеси с воздухом 10 об.X. Полученные характеристики образцов катализатора представлены в таблице. Представленные в таблице данные свидетельствуют о преимуществах предлагаемого способа приготовления катализатора, позволяющего получить катализатор с повышенной активностью: степень конверсии диоксида серы возрастает с 40 до 41,5-51,07 при Формула изобретения Механическая прочность Степень превращения, Е при температуре, С Пример ало (кг/см кг/см 485 88,0 99,0 89,0 89,2 89,0 87,0 9,5 12,0 10,0 10,0 10,0 8,0 50,0 45,2 41,5 47,0 51,0 40,0 19,0 24,0 20,0 20,0 20,0 16,0 Составитель Н.Путова Техред 3 Кравчук Корректор Т.Малец Редактор И,Дербак Заказ 794 Тираж 419 Подписное РчИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-иэдательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 5 155846 420 С и с 87 до 88,0-89,2Х при 485 С, а механическая прочность увеличивается с 8 до 9,5-1 2,0 кг(см, что позволяет увеличить срок службы катали-. 5 затора. Способ приготовления катализатора для окисления диоксида серы, со1О держащего пентоксид ванадия, кремнеземный носитель, представляющий собои смесь двух компонентов — природного диоксида кремния и кремнезоля, щелочной промотор и серную кислоту, вклю15 чающий смешение пентоксида ванадия 3 6 со щелочным промотором и одним иэ компонентов кремнеэемного носителя, - добавление к полученной смеси серной кислоты при поддержании температуры на уровне 35 С, введение в полученный раствор второго компонента кремнеэемного носителя, формование массы, последующую сушку и прокаливание, отличающийся тем, что, с целью получения катализатора с повышенной активностью и механической прочностью, в качестве первого компонента кремнеземного носителя используют природный диоксид кремния — диатомит, в качестве второго компонента — кремнезоль.
