Способ стабилизации пирофорного металлического катализатора

 

САНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социелистически к

Ресиублик и >780880

К А®ТОРСКЮМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

{61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 24.01. 79 (21) 2716689/23-04 (51)М. Кл 3

В 01 J 37/00

В 01 Ю 23/72

В 01 Т 23/74 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Государствеимый комитет

СССР мо делам мзобретеимй м открытии

Опубликовано 231180. Бюллетень М 43

Дата опубликования описания 2 1180 (53) УДК 66 097.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. A. Устименко, A. В. Крылова и H. С. Торочешников

Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им.Д.И. Менделеева и Воскресенское ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции производственное объединение "Минудобрения" им.В.В.Куйбышева (71) Заявители (54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ПИРОФОРНОГО МЕТАЛЛИЧЕСКОГО

КАТАЛИЗАТОРА

1 2

Изобретение относится к области производства катализаторов, в частности к стабилизации пирофорных металлических катализаторов. Многие восстановленные металлические катализаторы являются пирофорными и разогреваются при контакте с воздухом.

Известно несколько способов приготовления непирофорных восстановительных катализаторов, например пу- 10 тем обработки восстановленного катализатора после охлаждения азото-водородной смесью, содержащей небольшое количество кислорода (0,1-0,2 об.В) 1-1 15

Известна обратимая пассивация катализатора под слоем воды (2)

Однако после удаления воды катализатор снова начинает окисляться и разогреваться.Этим Способом пользуют- 20 ся иногда на производстве при выгрузке отработанного катализатора.

Известен также способ пассивации металлического пирофорного катализатора путем обработки его двуокисью углерода или смесью, содержащей 9999,9 вес. Ъ двуокисй углерода и

0,05-1 вес.В кислорода (3) . Время пассивации катализатора составляет б ч при 20-30о С. 30

Ближайшим известным решением аналогичной задачи по технической сущности и достигаемому эффекту является способ стабилизации пирофорного металлического катализатора путем обработки его газом, в качестве которого используют смесь инертного газа с небольшим количеством воздуха, сначала при пониженной температуре ("20oC)»(-23оС), а затем при 52oCt4) .

Недостатком способа является ступенчатость и связанная с этим длительность процесса стабилизации(speмя стабилизации составляет 3 ч), обусловленные тем, что сначала стабилизируется более, а затем менее активная часть металлической поверхности катализатора.

Цель изобретения — сокращение времени стабилизации катализатора.

Для достижения поставленной цели способ стабилизации пирофорного металлического катализатора включает об,работку его газом, в качестве которого используют воздух, при (-90о С)(-195,6оС).

Предлагаеьий способ позволяет значительно сократить время стабилизации по сравнению с известным способом, сосоставляет 8-13 мин.

Возможны различные варианты осуществления способа. Катализатор может бйть охлажден до температуры стабилизации в потоке газа-восстайовителя который заменяется йотоком воздуха.

Мох<йо йроводить охлажденйе катали" затора до температуры стабилизации в замкнутой объеме после отключения

Потока газа- восстановителя и затем подавать поток воздуха в этот объем или просто соединять реактор с ката- . лизатором с атмосферой.

Пример 1. Образец промыиленного железного катализатора для синтеза аммиака CA-1В (навеска 13,0042 r, эернение 1,6-3 мм) довос-станавливают до 521 С в лабораторном !5 реакторе, охлаждают до -195,6 путем помещения реактора в сосуд Дьюара с жидким азотом, затем на катализатор . подают воздух со скоростью 200 смтмин и одновременно снимают сосуд-дьюара 2О с реактора. Время, затрачиваемое на пассивацию, составляет 10 мин. Температура максимального разогрева катализатора не превышает 30 C.

Пример 2. Навеску прощиаленного катализатора синтеза аммиака

CA-1В 12,9963 r, эернением 1,6-3 мм, довосстанавливают по известной методике (пример 1) и реактор с катализатором охлаждают до комнатной тем-: пературы и затем до -183оС путем по- 3() мещения реактора с катализатором в сосуд Дьюара с жидким кислородом. 3атем через катализатор пропускают поток воздуха со скоростью 200 см /мин и одновременно снимают сосуд Дьюара 35 с реактора. Время пассивации составляет 11 мин, максимальна% температура разогрева катализатора не йревышает

31, 5о С.

Пример 3. Навеску промышленного катализатора синтеза аммиака

12,9945 г., зернением 1,6-3 мм "довосстанавливают по известной методике (пример 1) и реактор с катализатором отключают от потока газа-восстанови""теля-,-"охлаждают до -195,6ОС, что при- 45 водит к образованию вакуума в реакторе, и пропускают через реактор поток воздуха со скоростью 200 см мин, одновременно снимая сосуд дьюара. Время пассивации составило 9 мин мак- $0 симальная температура разогрева каталйзатора 37 С. --=-:- -= -:"

Н p и м е р 4. Образец промЬыленного катализатора СА-1В (навеска ,13,0166 г, зернение 1,6-3,0 мм) до- 55 восстанавливают с выдержкой при

528оС в течение 60 Мин охлаждают до комнатной температуры в потоке гаэавосстановителя. Реактор с обраэфом помещают в стальной стакан и засыпают стальными опилками.Всю систему ох- лаждают в сосуде Дьюара до температуры ниже минус 162 С жидким азотом.После испарения азота сосуд Дьюара закрывают асбестом, температура в реакторе начинает медленно расти.Пц достиже,нии минус 162-минус 160о, охлажденную систему снймают с реактора,при этом на катализатор подают 200 cM>/мин воз:духа.3а 12 мин температура катализатора повышается до 30 С,затем наблюдается ее снижение до температуры воз- . духа.

Пример 5. Методика проведения аналогична" примеру 1.

Навеска. 12,9970 r, зернение 1,63,0 мм. Образец охлажден до минус

1500C. Расход воздуха -200 смтмин. За

13 мин температура поднимается до

35,5 С и далее опускается до темпео ратуры воздуха.

Пример 6. Навеска 13,0067 г.

Образец охлажден до минус 136оС. Расход воздуха -200 GM /ìèí. 3а 13 мин температура поднимается до 32©С.

Пример 7. Навеска 13,0172 r.

Образец охлажден до минус 120 С. Расход воздуха -200 cM>/мин. 3а 12 мин температура поднимается до 32,5©С.

Пример 8. Навеска 13,0196 г.

Охлаждение до минус 93 С. Расход воздуха - 200 см /мин. За 8 мин температура подниМается до 30еС.

Пример 9. Навеска 13,0206 r.

Охлаждение до минус 90 С. Расход воздуха 200 см /мин. 3а 3 мин температура поднимается до 42 С.

Пример 10. Образец промышленного медного катализатора НТК-4 (навеска 7,0006 r, эернение 1,63.,0 мм) восстанавливают поднимая ступенчато температуру до 150-220 С, в потоке водорода. Охлаждение до минус

196ОС проводится также в потоке водорода погружением реактора в сосуд .с жидким азотом. При мйнуС 196 С на— катализатор -подается расход воздуха

200 cM /мий. За 26 мин температура образца подНИМается до температуры воздуха (в данном случае -24ОС).

Нредлагаежй способ сокращает время стабилизации, не требует наличия чистого инертного газа и позволяет не превйшать при пассивации 30-42оС.

Стабилизированные настоящим способом катализаторы, после 1 мес хранения имеют стандартную активность и величйну новерхностй, данйые о которых приведены в таблице.

Этот способ вследствие зкспрессности может быть применен при внеколонном восстановлении и при выгрузке отработанного катализатора из колонны. 6

780880

12, 7 20,4

Предлагаемый

22,0

19,7

11,0

Стандартный промышленный катализатор.

12,5 20,2 22,1 19,6 11,0

Составитель В. Тепляков з

Ре акто Н. Кончицкая Тех ед ж. Кастелевич Корректор Е. Папп

Заказ 023/3 . . Тираж 809 Подписное

BHHHGH Государственного коМнтета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж 35 Ра ская наб. д. 4 5

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

Формула изобретения

Способ стабилизации пирофорного металлического катализатора путем обработки его газом при пониженной температуре, о т л и ч а ю « н йс я тем, что, с целью сокращения времени стабилизации, в качестве газа используют воздух и обработку ведут при (-90о)- (-195,6ОС).

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство . СССР

9 64607, кл. В 01 Л 23/74, 1975.

2. Справочное руководство по катализаторам для производства аммиака и водорода. Пер. .с анг. Л., 1973, с.245..

3. Авторское свидетельство CCCP

9 493240, кл. В 01 J. 23/74, 1975 °

4.Burnett I.А. -аод others "Stabi

lization of Ammonia Synthesis Cata"

lyst", Ind. Eng., Chem., 1953, 45, М 8, р. 1678.