Патент ссср 421166

 

(i i) 42l l66

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимый от патента (22) Заявлено 29.03.71 (21) 1637439/23-4 (51) М. Кл. В 011 11/40 (32) Приоритет 06.03.71 (31) 11695/71 (33) Япония

Опубликовано 25.03.74. Бюллетень ЪЪ 11

Государственный квинтет

Совета Иннистров СССР во дыаи нзооретоннй и открштий (53) УДК 66.097.3(088.8) Дата опубликования описания 22.08.74 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Горо Ямагучи, Ясуо Нисикава, Казухиро Йосизаки и Сусуму Комацу (Япония) Иностранная фирма

«Кюсю Тайка Ренга Кабусики Кайся» и иностранец

Горо Ямагучи (Япония) (71) Заявители (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к разработке катализаторов для процессов окисления.

Известны катализаторы окисления, содержащие щелочные металлы, такие как калий и натрий. Однако при их применении при высокой температуре или в восстановительных условиях щелочные металлы улетучиваются в виде пара с получающимся газом, вследствие чего снижается активность катализаторов.

С целью устранения этих недостатков предлагается в качестве катализатора для окислптельных процессов применять щелочной полиалюминат.

Катализатор может быть выбран из следующей группы щелочных полиалюминатов:

К,О.11А!,О„Ка,О 11А,О„К,О 7 — 8АI,О„

Na,О-7 — 8АI,O,; К,О 5 — 6AI,O„

Na,О 5 — 6АI,О,.

Катализатор — щелочной полиалюм инат может быть применен в смеси с огнеупорным материалом. При этом содержание щелочного полиалюмината в смеси должно быть Hp менее 0,5 вес. % в пересчете на К О или Na>O.

Катализатор может содержать не менее

0,1 вес. % одного из следующих элементов: палладия, платины, кобальта, магния, хрома, никеля, меди, железа, ванадия, серебра, олова или их соединений.

Пример 1. Гидроокись алюминия и карбонат калия в соотношении 6: 1 смешивают и отверждают при 1480 С для получения полиалюмината калия (P"-А1 0з), затем его фор10 муют в таблетки. После этого таблетки отверждают при 1450 С. Испытываемый газ, содержащий 4% моноокиси углерода и имеющий состав, аналогичный составу выхлопных газов автомобилей, содержащих 2000 ч. на

1 млн. углеводородов, обрабатывают этим катализатором при первоначальной температуре реакции 300 С, при объемной скорости газа

10000 объем/объем/час и продолжительности

300 час. В результате удалялось 71% моноокиси углерода и 62% углеводородов.

Пример 2. К 40% полиалюмината калия (P"-А1 0з), полученного в примере 1, добавляют 60% клинкерного порошка окиси магния и полученную смесь формуют в таблетки.

25 Затем таблетки отверждают прн 1450 С. Ис3 пытываемый газ, содержащий 4е/е окиси углерода и 2000 ч. на 1 млп. углеводородов и имеющий состав, аналогичный составу выхлопных газов автомобилей, обрабатывают B течение 300 час в условиях начальной температуры реакции 300 С при объемной скорости газа 1000 обьем/об.ьем/час. В результате удалено 65 /е окиси углерода и 60 /е углеводородов.

Пример 3. E(83 /а полиалюмината калия (P"-А120з), полученного в примере 1, примешивают 12е/е метаванадата аммония и смесь формуют в таблетки. Таблетки обжигают на воздухе, содержащем SO> при 480 С. Испытываемый газ, содержащий 8 / $0, 13 /е 02 и

79 /е И2, обрабатывают катализатором при

450 — 550 С. В результате превращено 98 /а

$02.

Пример 4. Полиалюминат калия (р

А120з), полученный в примере 1, формуют в таблетки и обжигают при 1450 С и используют в качестве каталитического носителя. Данный носитель пропитывают водным раствором гексахлорплатината, а затем обжигают при — 600 С, получая катализатор, в котором соотношение Pt: p"-А1202=1,0: 99,0.

Испытываемый газ, содержащий 4е/е окиси углерода и 2000 ч. на 1 млн. углеводородов, используемых в примере 1, обрабатывают катализатором в течение 300 час в условиях начальной температуры реакции 300 С и при объемной скорости газа 10000 объем/объем/час.

В результате удалено 96е/е окиси углерода и

70 /е углеводородов.

1. Условия конверсии окиси углерода

Объемная скорость газа, объем/объем/час

Пар/окись углерода, моль/моль

Температура реакции, С

2. Результат

Степень конверсии окиси углерода, 800

3,0

300 †3

Пример 5. Гидроокись алюминия и карбонат калия в соотношении 8: 1 смешивают и обжигают при 1400 С для получения полиалюмината калия (P -А1 0з), затем полиалюминат пульверизуют и 100 г добавляют в водный раствор, содержащий 940 г нитрата железа и

60 г нитрата хрома, и далее к нему добавляют водный аммиак. В осадок выпадают гидроокись железа и гидроокись хрома. Полученную таким образом шламообразную смесь хорошо перемешивают, затем фильтруют и промывают водой. Полученный осадок сушат и обжигают при 350 С для превращения гидроокиси железа в окись железа, Обожженный продукт пульверизуют и формуют в таблетки, получая катализатор.

Степень конверсии окиси углерода при использовании указанного катализатора следующая.

421166

Состав газа приведен в табл. 1.

Табли ца 1

Количество (в об. „) газа

Состав газа

5 масляного превращенного

СО2

С,Н„

С2Н

0,2

СО

СН4

Н, 23,5

0,4

О, 1>

0,8

1,4

73,8

7,9

Слеphl

0,5

0,1

21>5

1,7

6Р,З

35

Количество (в об. ;б) газа масляного превращенного

Состав газа

СО

СзН

С,Н, О, СО

СН4

Н, N2

4,4

2,3

6,2

0,4

16,4

12,6

34,2

23,4

15,24

2,05

5,50

0,38

3,60

11,20

41,60

20,43

Пример 7. Тонко измельченный порошок пол иалюми ната калия (p"-А120з), приготов55 ленный по способу примера 1, готовят в виде таблеток и обжигают при 1450 С. Таблетки применяют в качестве носителей. Носитель вымачивают в 100е/е-ном растворе нитрата кобальта (СО (МОз) з 6Н20) и сушат при 110 С.

60 Затем его обжигают при температуре около

500 С для получения катализатора СО: Р"—

А1зОз — — 8,0: 92,0. Испытываемый газ, содержащий 4а/е окиси углерода и 2000 ч. на 1 млн. углеводородов и имеющий структуру, сходную

65 с выхлопными газами автомобилей, обрабатыП р и м ер 6. В 12 /в полиалюмината натрия (Il-А1зОз) добавляют 10 /е плавленой абразивной окиси алюминия в виде порошков тонкого помола, 65е/а тонкомолотого лимонита и 13 /е окиси хрома и к полученному добавляют 10 /е окиспоалюминиевого цемента (в количестве связующего вещества) и хорошо перемешивают. Затем добавляют в смесь около 20 /а чистой воды и хорошо перемешивают.

После этого полученную смесь гранулируют и отверждают гидратацией для получения катализатора. Приготовленный таким образом катализатор используют при превращении окиси углерода в конверсионном карбюрированном лигроином газе циклического процесса.

1. Условия конверсии моноокиси углерода

Объемная скорость газа, объем/объем/час 800

Пар/окись углерода, моль/моль 3,0

Температура реакции, С 400 — 450

2. Результат

Степень конверсии окиси углерода, /е 78

40 Состав газа приведен в табл. 2.

Таблица 2

421166

Предмет изобретения

Составитель Е. Петухова

Редактор Н. Джарагетти Тсхред А. Камышникова

Корректор М. Лейзерман

Заказ 2042/20 Изд. № 657 Тираж 651 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 вают указанным катализатором в течение

300 час при 300 С начальной реакционной температуры и объемной скорости газа

50000 объем/объем/час.

В результате удаляли 84% окиси углерода и 57 /о углеводородов.

Применение щелочного полиалюмината в качестве катализатора для окисл ительных процессов.