Способ приготовления катализатора для ряда химических процессов
О п И С А Н И Е 3I26IS
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Ссюэ Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 12.ll.1968 (М 1217540/23-4) МПК В 01j 11/40 с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 31Х1!!.1971. Бюллетень № 26 УДК 66.0973(088.8)
Дата опубликования описания 25.Х.1971
Комитет ао лелем иэобретеиий N открытий лри Совете Министров
СССР
Авторы изобретения
И. П. Мухленов, Е. И. Добкина, В. И. Дерюжкина и 3. Г. Филиппова
Заявитель
Ленинградский технологический институт имени Ленсовета
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ РЯДА
ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Изобретение относится к способам получения катализаторов с регулируемой пористой структурой.
Известен способ приготовления катализатора для окисления ЬОэ в $0э путем пропитки силикагеля раствором метаванадата калия концентрацией 30 — 40 г/дмэ с последующей термообработкой в присутствии водяного пара.
Известный способ не позволяет получить катализатор с заранее заданной структурой.
С целью получения высокопористого катализатора для ряда химических процессов, например окисления SO> в $0э, для регулирования структуры предложенный способ осуществляют путем пропитки носителя, например алюмосиаиката, силикагеля, раствором метаванадата калия с концентрацией
150 — 170 г/л с последующей термообр аботкой в соответствии с формулой г= КвИ+ >, о где r — радиус поры, А, k — постоянная, равная 1/300, t — температура, С при 800 C) t)
) 400 С, а — постоянная, равная 250.
Предложенный способ позволяет получить катализатор с высокопористой и заранее регулируемой структурой.
Пример 1. Для реакции окисления сер5 нистого ангидрида в серный требуется као тализатор с размером пор около 500 А. Этого достигают либо обработкой алюмосиликатного носителя пропиточным раствором, содержащим 160 г/л V>O>, и последующей термообработкой его при температуре 500 С, либо использованием более слабых (76 г/л
V 05) растворов в сочетании с более высокой (600 С) температурной обработкой.
Пример 2. Для процесса окисления нафталина во фталевый ангидрид нужен као тализатор с размером пор 100 А.
Нужную пористость можно получить при
2р использовании раствора метаванадата калия с концентрацией V 05, равной 156 г/л, и последующего прокаливания при температуре 600 С.
В таблице показана зависимость пористой
25 структуры ванадиевых катализаторов от концентрации пропиточного раствора и температуры прокаливания.
312618
Наиболее вероятный радиус пор в катализаторе, A
Объем пор, приходящийся на наиболее вероятные раднусы, ему/г
Содержание
,О, в пропнточном растворе, г/л
Температура термической обработки носителя, С
Общий объем пор в катализаторе, см /г
Образец
500
1000
50
500
1000
10000
0,20
0,28
0,28
0,19
0,25
0,25
0,31
0,28
0,23
23
76
156
156
156
156
156
156
156
1000
0,30
0,30
0,35
0,22
0,28
0,28
0,35
0,32
0,25
ЦНИИПИ Заказ 2938/9 Изд. № 1195 Тираж 473 Подписное
Типография, и р. Сапунова, 2
Для некоторых процессов, например для конверсии окиси углерода, предлагаемые катализаторы используют как носители для катализаторов.
Получение алюмосиликатного носителя с заданной пористой структурой сводится к следующему: алюмосиликат, содержащий поо ры радиусом до 30 А, подвергается пропитке раствором метаванадата калия при температуре 80 — 90 С в течение 2 час; пропитка сопровождается перемеши ванием, концентрация пропиточного раствора составляет
150 — 170 г/л (в пересчете на ЧяОз). Объемное соотношение твердой и жидкой фазы соответственно 2:3. По окончании прюпитки материал сушат,при температуре 110—
120 С в течение 3 час. Конец сушки контролируют по содержанию влаги в образце (не более 3 вес. в/o). Высушенный носитель прокаливают в течение 2 час при соответствующей температуре, которая определяется необходимостью получения пор того или иного радиуса.
Изменяя температуру ют 300 до 900 С можно варьировать ради ус пор в носителе о от 60 дю 1000ОА. Температура выше 900 С приводит,к спеканию материала и образованию монолита.
Пример получения 100 смз носите- 30 ля, размер пор которого должен составлять о
500 — 600A (радиус). В пропиточную емкость загружают 100 смз алюмосилнката и заливают 150 см раствора метаванадата калия с концентрацией 150 — 170 г/л ЧяОз. Пропитанный и высушенный образец прюкаливают при температуре 500 —,550 С, получая при этом носитель, 99% объема пор которого составляют поры, заданного радиуса.
Описанным методом можно получать носители для катализаторов ряда процессов типа конверсии окиси углерода водяным паром, окисления метанола до формальдегида и пр. .Полученные таким образом носители и катализаторы не уступают по активности промышленным маркам носителей и катализаторов и обладают повышенной механической прочностью; истираемость ванадиевого катализатора для окисления ЬОя 0,5% в месяц, температура зажигания 380 С; истираемость ванадиевогю катализатора для окисления нафталина и о-ксилола 0,3% в месяц; железохромового катализатора при конверсии
СО 0,8 /О в месяц; конверсии метанола в формальдегид 0,6/в в месяц. При этом температура зажигания промышленного катализатора БАВ (для окисления ЬОг), находящаяся в прямой связи с пористой структурой, составляет
400 С. Использование носителей с оптимальной пористой структурой позволяет получать на их основе термически стойкие контактные массы.
Внедрение в промышленность износоустойчивых контактных масс позволяет интенсифицировать процессы, проводя их во взвешенном слое катализатора и увеличить срок службы катализаторов.
Предмет изобретения
Способ приготовления катализатора для ряда химических процессов, например окисления SO в SO путем пропитки носителя, например алюмосиликата, силикагеля, раствором метаванадата калия с последующей термообработкой, отличающийся тем, что, с целью получения катализатора с высокой степенью пористости и возможности регулирования структуры, берут раствор метаванадата калия с концентрацией 150 †1 г/л и термюобр аботку осуществляют в соответствии с формулой
r = 10" < +"1, о где r — радиус поры, А, /г — постоянная, равная 1/300, / — температура, С при 800 C) )t))
) 400 С, а — постоянная, равная 250.
