Катализатор для очистки газа от сернистого ангидрида

 

Ы. ! м . еи чиевв

"л

Союз Советскик

Социалистических республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01,08.77 (21) 2516554/23 — 04 с присоединением заявки Ж— (23) Приоритет (51)М. Кд .

В 01 3 23 82

В 01 J 21/04

С 03 В 17/90Гевудврстввнньй юатвт

СССР вв явнви нввбввтвннй к втнритнй

Опубликовано 15.10.79. Бюллетень М 38 (53) Д (66.097.3 (088.8) Дата опубликования описания 15.10.79

И. П. Мухленов, В. И. Дерюжкина, Е. А. Власов, В. В. Денисов, JI. В. Безруков, Н, В. Слезкинская и О. А.; Башмакова (72) Авторы изобретения

Новочеркасский инженерно- мелиоративный институт и Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета (71) Заявители. (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗА ОТ СИНИСТОГО

АНГИДРИДА

Изобретение относится к катализаторам для очистки газа от сернистого ангидрида путем

1 окисления $0з в $0з и, может быль использовано в цветной металлургии, целлюлозно-бумажной промышленности, пищевой, фармацевтической и других отраслях, где в газовых выбросах

5 имеются примеси SO> малых концентраций.

Известен катализатор для очистки газа от сернистого газа на основе окиси железа с промотирующими добавками СгзОз и 830 и свя.1а зующими добавкими силикатов натрия или ка- лия (11.

Ближайшим решением аналогичной задачи по технической сущности и достигаемому эффекту является известный катализатор для очи- 15 стки газа от сернистого ангидрида, содержащий окиси железа и хрома на носителе —; " -окиси алюминия (2). Катализатор содержит активные компоненты в следующем соотношении, вес.%: окись железа 90, окись хрома 30.

Однако известный катализатор имеет ряд недостатков. Катализатор не обладает высокой активностью, степень окисления 80> в 8Оз на данном катализаторе не превышает 80,0—

90,0%. Сравнительно невысокая степень превращения обусловлена присутствием в контактной массе до 90 вес.% окиси железа Рез Оз, которая сама по себе не является активным катализатором данного процесса, Носитель — А1з Оз не термостабилен, при перегревах (до 700 С) может переходить в другие модификации А3зОз. При этом изменяется пористая структура, что приводит к понижению ката. лнтической активности.

Целью изобретения является повышение активности и термостабильностн катализатора для очистки газа от сернистого ангидрида.

Эта цель достигается тем, что катализатор для очистки газа от сернистого ангидрида, включающий окись хрома на носителе — -окиси алюминия, согласно изобретению, дополнительно содержит двуокись олова прн следующем соотношении компонентов, вес.%:

Окись хрома 1 — 25

Двуокись олова 1 — 35 -Окись алюминия - Остальное

691185

Отличительными признаками данного изобретения являются дополнительное соединение двуокиси олова и указанное выше соотношение компонентов .

Катализатор согласно изобретению обладает повышенной активностью (стенень превращения

$0э 95,8% при концентрации в газе 0,боб.%

Й 92,4% при 1,0 об.%)i и термостабильностью (после испытания в течение 80 ч при 700 С и при 1 0 об.% $02 степень превращения составила 92,0%).

Катализатор получают следующим образом.

Введение активного компонента — Зй02 в виде соли SnCI4 ° 5H O производят на стадии приготовления золя гидроокиси алюминия из расчета 1 — 35 вес.% стабилизирующей добавки в готовом носителе, после чего носитель формуют в сферические гранулы методом углеводородно-аммиачного формования, сушат при

100 — 200 С 5 — 10 ч и подвергают температурной активации при 400 —,800 С в течение 5 ч, На приготовленный носитель наносят активный компонент (Cr>0>) путем пропитки раствором нитрата хрома Сг(МОз) з. Полученный катализатор сушат при температуре 110-150 С

5-10ч и прокаливают 3 — 5 ч при 550 — 600 С.

Активные компоненты находятся в катализаторе и соотношении SnOa . СгзОз от 1:1 до 1,5:1.

При этом носитель будет состоять из устойчивых окислов А!зОз и SnO>. При повышенных

З0 температурах кристаллы А1зОз, имеющие мономолекулярный слой ЗпОз (0,05 — 0,09 r-экв

SnOa/Moëü А1зОэ), менее подвержены рекристаллизации благодаря защитному действию вводимой добавки. При этом образуется высоко/ дисперсная окись алюминия с развитой удельной поверхностью S = 295-360 м /г и порами

500 — 2000 А (85%), что обусловливает высокие каталитические свойства. Введение двуокиси олова в количестве 1 — 35 вес.% оказывает стаби40

I лизирующее влияние не только в процессе перегревов «катализатора, но и тормозит полиморфное превращение Q-А10э. Введение заданного количеСтва активного компонента изменяет структуру носителя и повышает его термическую стабильность.

Пример 1. Приготовляют 100 г носителя с соотношением компонентов 0035 r-экв

SnOq на моль А! Оэ, что соответствует 98,3 вес.%

А1 0з и 17 вес,% SnOg в готовом носителе.

500 r псевдобемитной гидроокиси с влаж- ностью 80% обрабатывают 17,8 мл соляной . кислоты (35 o-ной d = 1,17) яз расчета 0,2 г-экв

НС! на 1 моль А1эОз. После тщательного перемешивания образовавшегося золя гидроокиси к

55 нему добавляют 4 r SnCI4 ° 5H>0.

Полученную смесь пропускают через сито с размером отверстий d = 2 мм и подвергают

4 формованию в сферические ранулы в двухслойной формовочной жидкости, верхний слой которой представляет собой светлый нефтепродукт, например керосин, а второй слой — раствор аммиака (15 — 18 вес.%).

Сформованные гранулы сушат при 110 С

10 ч и прокаливают при 600 С в течение 5 ч.

Носитель, полученный этим способом имеет, 1 удельную поверхность $ А= 295 м /г и поры

500 — 800 А (85%).

Затем гранулы носителя подвергают двукратной пропитке раствором натрата хрома, который готовят растворением 115 г Cr(NOa) a в 600 см воды в расчете на безводный комз понент. Носитель в специальной корзинке иэ нержавеющей craw дважды погружают на

15 мин в пропиточный раствор нагретый до о

80 С, с промежуточной 10-минутной сушкой при 105 С.

После пропитки катализатор сушат 5 ч при температуре 150 С и прокаливают при температуре 600 С в течение 5 ч.

Содержание активного компонента — окиси хрома — в катализаторе составляет 1,5—

1,6 вес.% от веса носителя.

Пример ". Приготавливают 100 г носителя с соотношением компонентов 0,08 г-экв

$пОэ на моль А1зОэ, что соответствует 96 вес.%

А1эОэ и 4 вес.% SnO> в готовом носителе.

415 г псевдобемитной гидроокиси с влажностью 76% обрабатывают 21,1 мл соляной кислоты (30%-ной, d = 1,15) из расчета

0,2 г-экв HCI на 1 моль AlaOa. После тщательного перемешивания образовавшегося золя гидроокиси к нему добавляют 9,4 r SnC14i 5НэО.

Формование полученной массы и термообработка готовых гранул аналогичны примеру 1.

Носитмь имеет S 360 м /г и поры 800—

1200 А (75%).

Методика пропитки приготовленных гранул носителя раствором нитрата хрома и условия термообработки аналогичны примеру 1. Пропиточный раствор готовят растворением в

600 сма воды 220 г Cr(NOa)q в расчете на безводный компонент.

Содержание активного компонента — окиси хрэма — в катализаторе составляет 2,8 — 2,9 вес.% от веса носителя.

Пример 3. Приготовляют 100 r носителя с соотношением компонентов 0,84 г-экв

$пОз на моль А1эОз, что соответствует 88 вес,%

А1зОэ и 17 вес.% Sn02 в готовом носителе, 370 г йсевдобемитной гидроокиси .с влажностью 73% обрабатывают 19,8мл соляной кислоты (32%-ной,d = 1,16) из расчета 0,2г-экв

НС1 на моль А1дОэ. После ташательного перемешивания золя к нему добавляют 40 r

SnCl4 5Н О.

691185

0,6

Согласно изобретению в исходном состоянии по примерам

90,6

93,4

95,8

92,4

90,0

92,9

89,1

92,0 после термической обработки при 700 С по примерам

88,7

92,1

92,1

94,6

91,6

88,3

89,9

86,7

Известный

85,7

90,2 в исходном состоянии после термической обработки при 700 С

43,0

60,1

Формование полученной массы и термооб- мешивания образовавшегося золя гидроокисн

Работка готовых гранул аналогичны примеру 1. к нему добавляют 82 г SnCI4 ° 5H>0.

Носитель имеет удельную поверхность 305 м /r Формование полученной массы и термообрао и поры 1000 — 1400 А (70%), ботка готовых гранул аналогичны примеру 1.

Методика пропитки приготовленных гранул 5 Носитеуь имеет $чь= 290 м /г и поры 1300носителя раствором нитрата хрома и условия 000 (75 ). термообработки аналогичны примеру 1. Пропи- Методика пропитки приготовленных гранул точный раствор готовят растворением в 600 см носителЯ РаствоРом нитРата хрома и УсловиЯ воды 1150 г Сг(Д0з)з в расчете на безводный гермсобРаботки аналогичны пример 1. Пропикомпонент, Io точный раствор готовят растворением в 600 см воды 1725 г Cr(NO )> в расчете на безводный

Содержание активного компонента — окиси компонент. Содержание активного компонента хрома — в катализаторе составляет 15 — 18 вес.% в катализаторе составляет 24 — 24,5 вес,% от от веса носителя. веса носителя.

Пример 4. Приготавливают 100 r íî- IS Катализаторы испытывали в реакции окислесителя с соотношением компонентов 0,70 г-экв ния сернистого ангидрида лри концентрации

SnO2 на моль AI O>, что соответствует $0з в газе 0,6 и 1,0 об.% в стандартных усло65,20 вес.% А!зОз и 34,2 вес.% SnOg в готовом виях (485 С, объемны скорость газа 4000 ч ). носителе. Таким же испытаниям был подвергнут из555 г псевдобемитной гидроокиси с влаж- вестный катализатор. постыл 82% обрабатывают 19,6 мл соляной Ванные об активности настоящего катализакислоты (32%-ной, d = 1,18) из Расчета 0,2г-экв тора и известного катализатора приведены в

HCI на моль А1зОз. После тщательного лере- таблице.

Катализатор Степень превращения $02 в $0з, %, при концентрации $0з, об.%

° „° <

Каталитическая активность синтезированных теле - -окиси алюминия, о т л и ч а ю щ и йобразцов после выдерживания в газе с 1%-ной с я тем, что, с целью повышения активности концентрацией 80э цри 700еС в течение 25 ч и термостабильности катализатора, он дополни1 не изменилась, в то время как у прототипа тельно содержит двуокись олова при следующем она снизилась с 43 до 37%. соотношении компонентов, вес;%:

После испытания катализаторов в течение Окись хрома 1 — 25

80 ч при 700 С при 1 об.% $0 активность Двуокись олова 1 — 35 составила 88,1; 92,0; 86,7; 85,1% пЬ приме- . (-Окись алюминия Остальное. рам 1 — 4 соответственно против 31% у прото- Источники информации, принятые Во внима. типа. !О ние при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР и 444549, Формул а изобретения кл. В 01 J 23/86, 1972.

Катализатор для очистки газа от сернистого 2. Авторское свидетельство СССР У493243, ыгидрщр, включающий окись хрома на носи- кл. В 01 J 23/86, 1975 (прототип).

Составитель В. Теплякова .

Редактор В. Минасбекова Техред, 1ч.Петко, Корректор Е Папи

Заказ 6091/4 Тираж 877 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4