Катализатор для окисления аммиака

 

г

АНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

ОП ИС

Союз Советских

Социалистицесних

Республик (!!) 560508

К ПAZEHTÓ (6!) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 14.06,73 (2! ) 1932097/04 (23) Приоритет — (32) 5.06.72 (3!) 722!544 (33) Фрн нцнн (43) Опубликовано 25.07.77. Ьюллетепь № 27 (45) Дата опубликования описании !5.09.77 (5!) М. Кл, 301,! 23/76

Государственный и«метет

Совета Инннстрав СССР

«о делам изобретений н открытий (53) УЦК 66.097.3 (088.8) Иностранцы

Мишель Сензс, Мишель Потье н Жан-Франсуа Гурдье (Фр«нцив) (72) Авторы изобретения

Иносграннан фирма

"Сосьете Шнмнк де ля Гранд Пнруас, Азот н П!годан Шнмик" (Францин) (7!) Заявитель (S4) КАТАЛИЗАТОР ДНЯ ОКИСЛЕНИЯ АММИАКА В ОКИСЬ АЗОТА

Изобрстенне относится к катнлизнторам лля окисления аммиака.

Известен катализатор для этого процесс« па основе окиси коб«льта в коли»ест»о, п«примор, 26,5 % на носителе, состоящем из шпипсли м«гнин н алюминия, пропитанного солями мотнлло» I, II, VI и Ч1П группы 1!сриоди»вской системы. Одпнко этот катализатор проявляет пелостаточно высокую «к. тнвность: от 82 до 90%: низкую мсхапичоскую прочность — выдержи»аст вес нагрузки прн р«зломо

820-!060 г, н низкую стабильность, т,е, тсряот активность послс 250»ас выдержки в условиях реакции.

Целью изобретения являются Ilo»I IIIIOIIII« «к типпости, мох«личоской прочности и стабильности катализатора.

Длл этого катализатор лополпптюльпо содержит окислы царил и калия или II0onHMII H марганца IlpH следующем eofntfoffteIIHH компонентов (нюс. /!), 80=:-99,5 Соз0е, 0,5==20 Сюе01 H 0,5=20 Щ0.1, 0,$=-20 Мт1т0е нли 0,05=0,5 Ке О

NTfIffH0IIToPhf H0f отоюллюTI пУ1юм 0%I«II$10IIHII

ИСХОЛИЫХ ViOMtfOII0IITOIIi ПО!!11ОЮтЫЮ ИЛИ Чают!и!НО цр собой HHTpI Tw ю оютюлы1юя 1юють == н нино окисюй: эатюм 11рок@1ина1ют при 700" <, поюлю чего получают тьордое вещество ll виде !ииииепи, Производят дробление и формувт катализатор по нз»сотному технологическому способу. Вводимый н рснктор кателизатор имеет удельную 1товерхт1ость

0,5-300 м / г.

Продложснный катализатор может быть, в част. ности, применен при окислонии аммиака в ие подвижном слое, Этот способ окисления аммиака пролставляет собой интерес тогда, когда пропуска

l0 HI1 рс«кцноппую смесь состонптую H» «MMH«KQ H воз духа (соотногпспню 0,05,0,! 2),с I»lelll высок ой объем. ппй око!тою тын: ппрндк«20 000 200 000 норм,л/час

IIII fIHTp к!ге«ли цiтор11 при нбсолютпттм Люнлопии 0

IIIIII н температуре смеси порядка 50:: 200"(. через ке тал H,1а тир, 8 cooTII0TOTIIHH с одним из H«ptt01ITott011оюобю но»!!ух смеси обог11И100 тсл киюлородттм

Нрнмюпюпию к«тнлизютора и июппдниж11ом юлою

IItIwtofIH0т It01toII4soIIIIr4 трубц 11юбопыиов !!июмют:

90 рю, ююмюпля пбычпыю рююкторы:

С!!особ II "ки11т1!1!юм" 0fto0 tfpNM01III0T0II иод

IIIIIIfI01IH0Mi кот!1)тою MoHI0T быть /III0IIITQIIIIII ltl)10o= кйм и ЙО01нгють 30 бар: Йюкцнн111тун! юмююЬ 11ййнтт пю катализатор 0 рюамюром lt00TIIII, грю1туломют!»1н щ хоТор41х 0o0T0II»II0T »0=-(100 мкч, ири тюм110)тюв)тю

566508

50 — 200 С и объемной скорости в "хипящем" слое—

50 — 2 ООО норм, л /чае на литр катализатора. Соотношение в реакционной смеси аммиака к сумме аммиак плюс воздух, обогащенной обычно кислородом, составляет 0,05 — О, 12.

Пример l.

Композиция Аг. Приводят в расплавленное состояние 100 кг смеси компонентов, состожцей из

93sec.% нитрата кобальта в пересчете на СоэО, 3 sec. % нитрата церия в пересчете íà СЬ Оз )

3 вес.% окиси неодима и 1% Мп> 04. Смесь нагревают до 700 до получения твердого продукта в форме шпннеля..

Производят дробление и формуют продукт по извеспЫму технологическому способу.

Катализатор Ач загружают в трубчатый реактор, снабженный теплообменником, позволяющим поддерживать в каталитическом слое определенную температуру. Абсолютное давление 1 бар.

Смесь гч Н э + воздух подогревают до 100 С. Ь выходе продукты реакции сСптв1ВЙЙ1 z.

Результаты этого опыта s неподвижном слое приведены в табл. 1.

Таблица 1

Катализатор

" из /гчНэ+

+ воздух, норм.л/час

Т. г)ncparypa катал, затопа С

Объемная скорость, норм.л /час

Опьп, go

Выход аммиака на сре - на няя в гхо входе

756 770 785 90

754 770 784 87

750 765 780 82

Известный

0,096

То же

50 000

100 000

150 000

772 775 780 93

772 775 780 95

772 775 780 94

° ) 50 000

100 000

150 000

А, Процент аммиака, превратившегося в NO в пересчете на поданный аммиак, З0

Пример 2. Проводят испытание состава Al в том же реакторе, что и в примере 1. Результаты испытания в неподвижном слое, проводимого под давлением, превышающем атмосферное давление, сведены в табл,2. Смесь МНэ + воздух подогревают до 65 С.

Таблица 2

200 000

200 000

200 000

200 000

0,094

0,094

0,094

0,094

7 320 445 800 91,8

8 285 375 805 91 8

9 350 445 840 90,2

10 290 620 835 90,0

Пример 3. Нагревают катализатор соединения Al, соответствующий. концу опыта 2. В течение часа его выдерживают при 900 С в муфельной печи.

Затем на 250 час его вводят в реакцию на условиях, приведенных в табл.3. Температура смеси 65 С, абсолютное давление 9 бар.

Температура реакции и выход продукта не изменяется в течение всего опыта.

Таблица 3

А, 200 000 0,094 350 445 840 90,2

Известный 200 000 0,094 65 65 65 О"

Осуществление реакции окисления амглиака после тех же условий эксперимента на испытани е активности невозмогхно.

566508 б во диаметром 500 мм и обеспечиваю1цую обработку поступающей смеси NH, + воздух, изменяемой в ходе опыта примерно от 300 до 700 м /час.

Полученные результаты приведены в табл. 5.

Пример 6. Приводят в расплавленное состояние 100 кг смеси компонентов, состоящей из

97,6 вес.% нитрата кобальта в пересчете на Соэ04 и

2,2 вес.% нитрата церия в пересчете на Се,О, и

0,2 вес. % нитрата калия в пересчете на К, О.

Помещают катализатор Аэ в установку, описанную в примере 5. Условия те же. Полученные результаты приведены в табл. 6.

Таблица 4

400

0,092

0,092

550

94

90,3

Табл и ца 5

100 765 768 775 94,3

102 783 785 795 96 2

2,4

2,4

0,0987

0,0994

23 00

42 000

239

Таблица 6

Табли а

Вес нагрузки при разломе катализатора, г

А1 известного

Пример 4. Этот пример касается опытов, проделанных в "кипящем" слое частиц катализатора состава А1, имеющего гранулометрию около

600 мкм, и при абсолютном давлении 2 GapII р и м е р 5. Приводят в расплав смесь 100 кг компонентов, состоящую из 97,8 вес. % нитрата кобальта в пересчете на Соз О, 2,2 вес.% нитрата церия в пересчете на Се, О,.

Катализатор вводят и промышленную установку, имеющую неподвижное катализационное устройстПример 7.Испытания на механическую прочность.

Сравнительный эксперимент с катализаторами

А и известным осуществляют в следующих условиях.

Нож помещают перпендикулярно образующей цилиндра частицы катализатора и постепенно воздействуют нарастающим усилием до разрушения или разлома. Все частицы катализатора идентичны и выбор сделан статистически по методу малых куч из совокупности испытуемого катализатора. Полученные результаты приведены в табл 7.

1515 (средний) 820

909 (средний) 566508 следующем соотСоставитель Л. Белоус

Техред И. ACTaaolg

Редактор H. Джарагетти коРРектоР С. Шекмар

Тираж 947 Подли слое

UHHHAH Государствеииого комитета Совета Мииистров СССР ло делам иеобретеиий и открытий

113033, Москва, В=36, Раушскаи иаб„д. 4/3

Филиал ППП " Патеит ", г. Ужгород, ул. Проектиаи, 4

Заказ 2322/43

Формула изобретения ватализатор для окисления аммиака в окись азота на основе окиси кобальта, о т л н ч а ю щ и йс ятем,,что, с целью повышения активности, механической нрочности н стабильности катализатора, он донолннтельно содержит окислы церкв с калием

8 или с неоднмом и марганцем нрн ношении компонентов вес. %:

Окись церия

Окись калия

Окись неоднма

Окись марганца

Окись кобальта

0;5 — .20

0,05 — 0,5

0,5 — 20

0,5 — 20

Остальное.