Платиноидный катализатор

 

Изобретение относится к производству азотной кислоты и касается устройства платиноидного катализатора для окисления аммиака. Платиноидный катализатор состоит из пакета сеток. Первыми по ходу газа, в диапазоне его температур до 973 K устанавливают сетки, изготовленные из сплава, содержащего 5-15% родия, а остальные сетки - из сплава, содержащего менее 5% родия.

Изобретение относится к производству азотной кислоты и касается устройства платиноидного катализатора для окисления аммиака.

Известны платиноидные катализаторы, состоящие из нескольких сеток, изготовленных из различных сплавов и собранных в пакет. Наиболее эффективными являются катализаторы, содержащие 10% родия, однако он дорог. Из-за дороговизны родия его величину в сплавах вынуждены ограничивать до 3,5-5% Второй причиной снижения содержания родия в сплаве это сопутствующее увеличение содержания оксида родия на поверхности катализатора и последующее снижение конверсии. Т.е. вначале работы катализатора с 10% содержания родия конверсии на 1-2% выше чем на катализаторах, содержащих 3,5% родия, однако после третьей части пробега катализаторов ситуация меняется и конверсия на катализаторе, содержащем 10% становится меньше чем на катализаторах, содержащих 3,5% Поэтому широкое применение нашли сплавы, содержащие 5% родия, как компромиссное решение.

Прототипом предлагаемого платиноидного катализатора является пакет, состоящий из сеток из одного сплава, содержащего до 15% родия, с числом плетений 1024 шт. на 1 см².

В основу изобретения поставлена задача создать такой платиноидный катализатор, состоящий из нескольких сеток, собранных в пакет, который бы обладал высокой конверсией на протяжении всего срока его пробега и был бы дешевле чем содержащий 5-15% родия.

Авторами были проведены исследования, показывающие, что оксид родия активно выходит на поверхность катализатора при температурах выше 973 K, что в среднем имеет место после охлаждения газом 1/3 части пакета платиноидного катализатора. Ранее авторы выявили, что в этой зоне температур необходимо располагать сетки редкого плетения с числом менее 1024 пл./см².

Поэтому для решения этой задачи в платиноидном катализаторе, состоящем из пакета сеток, сетки с повышенным 5-15%-ным содержанием родия устанавливаются в зоне температур проходящего газа до 973 K, а остальные с меньшим содержанием родия.

Такой платиноидный катализатор обеспечит высокую конверсию за счет повышенного содержания родия в сплаве сеток, установлен только в начале пакета до температур газа 973 K, где окисляется 80-90% проходящего аммиака.

Использование сеток с повышенным содержанием родия только в 1/3 общего количества сеток позволит уменьшить его стоимость по сравнению со стоимостью пакета, в котором весь пакет состоит из сеток с повышенным содержанием родия.

За счет того, что в остальных сетках используются сетки с меньшим содержанием родия (2-5% ), на их поверхность выходит незначительное количество оксида родия, что способствует сохранению высокой конверсии на протяжении всего срока пробега платиноидного катализатора.

Т.е. в зоне до 973 K, при которой оксид родия не выходит на поверхность, устанавливается активный с 5-15% содержания родия катализатор, а при повышенных температурах -катализатор с меньшим содержанием родия, который имеет высокую активность за счет высокой температуры газа, и таким образом обеспечивается высокий выход конверсии, при низких затратах, на протяжении всего срока пробега.

Пример 1 (прототипы). Платиноидный катализатор, состоящий из пакета 12 сеток, содержащий 3,5% родия. Конверсия 93,8% при температуре 1173 K.

Пример 2. Платиноидный катализатор, состоящий из пакета 12 сеток, в котором первые по ходу газа до его температур 973 K установлены 3 сетки из сплава, содержащего 5% родия. Конверсия 94,2% при температуре 1173 K.

Пример 3. Платиноидный катализатор, состоящий из пакета 12 сеток, в котором первые по ходу газа, до его температур 973 K установлены 3 сетки из сплава, содержащего 10% родия. Конверсия 95,8% в конце пробега после 2700 ч при температуре 1125 K.

Пример 4. Платиноидный катализатор, состоящий из пакета 12 сеток, в котором по ходу газа, до его температур 973 K установлены 3 сетки из сплава, содержащего 15% родия. Конверсия 95,2% при температуре 1125 K.

Формула изобретения

Платиноидный катализатор, состоящий из пакета сеток, отличающийся тем, что первыми по ходу газа в диапазоне его температур до 973К устанавливают сетки, изготовленные из сплава, содержащего 5 15% родия, а остальные сетки из сплава, содержащего менее 5% родия.