Катализатор для окисления сернистого ангидрида

 

(11) 438435

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 14.11.72 (21) 1848377/23-4 с присоединением заявки № (51) М. Кл. В Olj 11/32

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 66.097.3 (088.8) Опубликовано 05.08.74. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 12.02.75 (72) Авторы изобретения

Б. П. Ваньков, Л. П. Voc

В. В. Печковский, Б. T. Bacu (71) Заявитель (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ

СЕРНИСТОГО АНГИДРИДА

Государственный комитет (32) Приоритет

Изобретение относится к производству катализаторов.

Известен катализатор для окисления сернистого ангидрида, содержащий сульфат или пиросульфат щелочного металла и пятиокись ванадия или окись железа. Недостатками такого катализатора являются его сравнительно высокая вязкость и низкая каталитическая активность при температуре ниже 550 — 600 С для расплавленного ванадиевого катализатора и при 730 — 750 С для железоокисного катализатора.

С целью устранения указанных недостатков в состав предлагаемого катализатора введен пятивалентный мышьяк в виде пятиокиси или соли щелочных металлов мышьяковой кислоты в количестве 10 — 60 вес. в пересчете на

Азг05.

Введение в состав катализатора соединений пятивалентного мышьяка приводит к снижению оптимальной температуры окисления

SO на 50 — 100 С. Примеси, содержащиеся в газе, не влияют на степень превращения сернистого ангидрида. Степень превращения достигает 64 — 90,5%.

Пример 1; При концентрации сернистого ангидрида 9 об. %, кислорода 20 об. %, оптимальной температуре процесса окисления

680 С состав расплава катализатора (в %) 2 следующий: Кг$г07 60, ГегОз 20 и АвгОз 20.

Фиктивное время контактирования (тс)

1,3 сек. Степень превращения $0г 71,6%.

Пример 2. При концентрации сернистого

5 ангидрида 9 об. %, кислорода 20 об. %, температуре процесса окисления 500 С состав расплава (в %) следующий: К.$гОт 50, Vg0g 20 и АзгОз 30. Фиктивное время контактировання 3 сек. Степень превращения 84,7%.

10 Пример 3. Концентрация сернистого ангидрида 9 об. %, кислорода 20 об. %. Температура процесса окисления 450 С. Состав расплава (в %): Кг$гОт 80, Чг05 10 и АзгОв 10.

Степень окисления SO 32 при то 1,3 сек.

15 При содержании в расплавленном катализаторе 20 — 30% AsgOs и 10% ЧгОв степень окисления $0г соответственно 42 и 50%.

Для аналогичных условий, но без введения в катализатор Азг05, степень превращения

20 $ог23%.

Пример 4. Оптимальная температура процесса окисления 550 С. Содержание ЧгО„ в катализаторе 20%. Степень окисления SO>

30% при тс 1,3 сек. В аналогичных условиях, 25 но с добавлением 30% AsgOg> степень превращения $0г 63%.

Пример 5. Состав катализатора (в ):

Кг$гОт 90, 1 егОз 10. Температура процесса окисления 680 С. Степень окисления $0г 29%

30 при то 1,3 сек, При содержании в катализато438435

Составитель Н. Воробьева

Техред Г. Дворина Корректор Л. Орлова

Редактор 3. Горбунова

Заказ 18274 Изд. Мз 234 Тираж 651 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4!5 °

Типография, пр. Сапунова, 2 ре 10, 30 и 40% As205 степень превращения

SO2 составляет соответственно 35, 52 и 61/о.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что добавление соединений пятивалентного мышьяка значительно увеличивает активность как ванадиевых, так и железоокисных катализаторов, а также снижает оптимальную температуру окисления SO2.

Пример 6. При окислении SO2 в расплаве на основе К2 207 с содержанием V2O5 10, 20 и 30% оптимальные температуры соответственно равны 480, 550 и 590 С. При добавлении 20% As205 оптимальные температуры снижаются соответственно до 450, 500 и

540 С.

Пример 7. При окислении SO2 на катализаторе состава K5S2O7 70% и V2O5 30 /о при оптимальной температуре 590 С степень превращения SO2 52 /о (то 1,3 сек). Добавление к тому же катализатору 20/ As205 снижает оптимальную температуру окисления до

540 С. Степень окисления SO2 64 / .

При увеличении фиктивного времени контакта до 3 сек степень окисления SO2 на известном катализаторе с 20% V205 составляет

82 /о. Такая же степень превращения SO2 в присутствии As205 достигается при те 2,1 сек.

Пример 8. При окислении SO2 в расплаве на основе K2S207 с содержанием Fe205 10, 20 и 25% оптимальные температуры соответственно равны 700, 730 750 -C. Степень

s окисления SO2 соответственно 43, 48 и 61 % .

При добавлении 40% As205 такие же степени превращения $02 достигаются соответственно при 630, 650 и 680,С.

Проведенные эксперименты показывают, 10 что предложенный катализатор обладает стабильностью. Так, в течение 108 час непрерывной работы не было зафиксировано уноса соединений ванадия, железа или мышьяка из реакционного сосуда, а степень окисления

15 SO2 практически не менялась.

Предмет изобретения

Катализатор для окисления сернистого ангидрида, содержащий сульфат илц циросуль20 фат щелочного металла и пятиокись ванадия или окись железа, отличающийся тем, что, с целью повышения активности катализатора, снижения его вязкости и оптимальной температуры процесса окисления, в состав ка25 тализатора введен пятивалентный мышьяк в виде пятиокиси или соли щелочных металлов мышьяковой кислоты в количестве 10—

60 вес. % в пересчете íà As205.