Способ получения катализаторадля очистки газов, содержащихорганические и неорганическиесоединения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик р > 795441

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 27. 11. 74 (21) 2079591/23-04 (23) Приоритет — (32) 28. 11. 73 (я)м. кл.з

В 01 J 37/04

В 01 J 21/04

B 01 J 23/40

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (33) (31) Р 166899

Опубликовано 07.01.81.Бюллетень М. 1

Дата опубликования описания ОЯ01,81 (53) УДК 66. 097. .3 (088.8) (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Юзеф Вжыщ, Ежы Войцеховски, Стэфан Куляк, Богуслав Новицки и Лешэк Мынаж (ПНР) Иностранное предприятие

"Институт Ценжкей Сынтеэы Органичнэй "Бляховня" (ПНР) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА

ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ, СОДЕРЖИЦИХ

ОРГАНИЧЕСКИЕ И НЕОРГАНИЧЕСКИЕ

СОЕДИН ЕН ИЯ

Изобретенье относится к области . тивность. Так, конверсия при окисприготовления катализаторов для очист- ленин этилена, окиси углерода, серо ки газов, содержащих органические и углерода и сероводорода при испольнеорганические загрязнения, например зовании этого катализатора состаэляокись углерода, сероводород и серо- э ет в среднем 32-70% при 250-3000С. углерод. Целью изобретения является упроИзвестен способ приготовления ка- щение технологии приготовления кататализатора для каталитического окис- лизатора с повышенной активностью. ления загрязнений в газах путем про- Для достижения поставленной цели питки пористого носителя солями ме- 1О предложен настоящий способ получеталлов платиновой группы, никеля, ния катализатора для очистки газов, хрома, ванадия и меди, сушки, прокал- содержащих органические и неорганики и восстановления 1) . ческие соединения, заключающийся в

Полученный этим способом катали- нанесении на носитель раствора, созатор имеет относительно низкую ак- 1$ держащего пептизированный коллоидный тивность из-за неполного использова- золь окиси алюминия в количестве 0,4ния каталитических свойств нанесен- 8,0 вес.%, коллоидную платину или ных металлов. коллоидное соединение платины или

Ближайшим решением поставленной комплексное соединение платины в задачи является способ получения ка- 20 количестве 0,0002-0,25 вес.% в переталиэатора для очистки газов, содер- счете на платину и добавки, выбранные жащих органические и неорганические из группы, содержащей соединения ресоединения, путем покрытия носителя ния, вольфрама, хрома, титана, цирсуспензией окиси алюминия, окиси бе- кония, ниобия, кадмия, кальция, кремрилия, азотнокислого алюминия и дву- 25 ния в количестве от 0 до 0,24 вес.%. окиси церия с последующим нанесением Отличительными признаками настона покрытие окиси платины, сушки и ящего способа приготовления каталипрокалки p2) . затора являются использование проПолученный этим способом катали- питочного раствора, содержащего пепзотор имеет относительно низкую ак- 30 тизированный золь окиси алюминия, 795441 коллоидную платину, или соединение платины или комплексное соединение платины и добавок, перечисленных выше, при вышеуказанном содержании компонентов.

В результате использования настоящего способа приготовления катализа тора получают катализатор, который при очистке воздуха, загрязненного этиленом, окисью углерода, сероуглерода и сероводорода, имеет конверсию 90-98Ъ при 250-300 С. Таким обо, разом его активность повышена в сравнении с катализатором, полученным известным способом, на 28-58%.

Ниже приведены примеры выполнения настоящего способа получения катализатора.

Пример 1. В 40 г гидроокиси алюминия, полученной в результате гидролиза изопропилата алюминия в

1 л воды, введены 2 г концентрированной азотной кислоты и 0,1 r гуммиарабика, растворенного в 20 мл воды.

В полученный таким образом раствор добавляют 0,004 г палладия в форме хлористого палладия и 0,004 г платины в виде коллоидного сульфида платины. После перемешивания при комнатной температуре получают однородную сильно опалесцирующую массу, содержащую 2 вес.Ъ окиси алюминия, 0,0003 вес.Ъ палладия и 0,0003 sec.% платины.

Полученный таким образом коллоидный раствор нанесен на товарную окись алюминия в форме шариков диаметром 7 мм, причем после кальцинирования был получен готовый катализатор, состоящий иэ 92 вес.% носителя, 8 вес.Ъ А12О как покрытия, 0,0012 вес.Ъ платины и 0,0012 вес.Ъ палладия. Активность катализатора в стандартных условиях показана в таблице.

Пример 2. В 50 г гидроокиси алюминия, полученной иэ хлористого алюминия, добавляют 10 см концентрированной соляной кислоты, растворенной в 2 л воды, и в течение 6 ч подвергают варке, после чего вводят

5 r платины в форме платино (IV)-хлористоводородной кислоты, а =акже

5 г хлористого кадмия и 1 г хлорного хрома, и при дальнейшем подогреве интенсивно перемешивают в течение

4 ч. Полученную массу с консистенцией желе разбавляют дистиллированной водой до первоначального объема 2 л.

Раствор содержит 2,5 вес.Ъ окиси алюминия, 0,25 вес.Ъ платины в виде платино (IV)-хлористоводородной кислоты, 0,25 вес.Ъ хлористого кадмия и 0,05 вес.% хлорного хрома.

Этой массой покрывают носитель в виде колечек из ленты из жаростойкой стали. После кальцинирования получен катализатор, состоящий из

99,2 вес.Ъ стального носителя, 0,8 вес. Ъ А1 0 как покрытия, 0,007 вес.Ъ платины, 0,0047 вес.Ъ кадмия и 0,0008 вес.Ъ хрома.

Активность этого катализатора представлена в таблице.

Пример 3. В 100 r товарной гидроокиси алюминия вводят 10 r уксусной кислоты и 5 r фосфорной кислоты и 2 л воды. Суспензию варят в те)g чение 12 ч и после отстаивания декантируют от осадка. Получают 1,9 л коллоидного раствора гидроокиси алюминия, содержащего 4 вес.Ъ безводной окиси алюминия. В этот раствор вводят 0,1 r хлористой тетрааминплатины, 0,2 r перрената аммония и 1 r пятифтористого ниобия. После перемешивания при 60 С в течение 1 ч получают коллоидный раствор, содержащий

4 вес.Ъ окиси алюминия, 0,005 вес.Ъ йлатины,0,01 вес.Ъ рения и 0,05 вес.% ниобия.

Массу наносят на керамический носитель (алюмомагниевый шпинель), причем после кальцинирования получа2S ют катализатор, состоящий иэ 4 вес.Ъ покрытия А1дО, О, 005 вес. Ъ платины, 0,011 вес.Ъ рения и 0,042 вес.Ъ ниобия, остальное носитель.

Активность катализатора указана

0 в таблице

Пример 4. 100 г гидроокиси алюминия в 3 л воды, содержащей

5 см концентрированной серной кислоты, варят в течение 12 ч под давлением при 110 С, затем охлаждают и в

0 коллоидный раствор гидроокиси алюминия вводят 0,2 r угС14 и 0,1 r гексахлорплатино (!Ч)-кислого аммония, 0,05 г желатина, растворенного в

100 мл воды. Коллоидный раствор со1О держит 0,4 вес.Ъ окиси алюминия, 0,005 вес.% иридия и 0,002 вес.Ъ платины. Полученным раствором покрывают носитель (пента из алюминия). После кальцинирования получен катализатор, 4$ состоящий иэ 8 вес.Ъ покрытия А1 0

0,01 вес.Ъ иридия и 0,004 вес.Ъ платины,;неталлический носитель — остальное.

Активность катализатора указана у в таблице.

Пример 5. Гидроокись алюминия в количестве 100 r, полученную в результате осаждения из алюмината натрия серной кислотой при рН 6,5, промывают водой до исчезновения сульфат-ионов, добавляют 10%-ную азотную кислоту и пептизируют в течени 4 ч при 60 С. Полученный продукт выщелачивают 2 л дистиллированной водой; получают коллоидный раствор гидро40 окиси алюминия, содержащий 2% сухой массы. В полученный раствор вводят

0,01 г коллоидной платины, полученной распылением металлической платины в электрической дуге в воде, 1 г нит65 рата кальция и 2 г свежеосажденнон

795441

93

90

98

95

97

90 коллоидной окиси кремния. Масса содержит 2 вес.Ъ окиси алюминия, 0,0005 вес.Ъ платины, 0,05 вес.Ъ Ca(N0g)g и О, 1 вес.Ъ 5 0, Массой покрывают носитель из окиси алюминия, причем после кальцинирования получают готовый катализатор, состоящий иэ 4 вес. Ъ покрытия А1<0

0,001 вес.% платины, 0,093 вес.% кремния и 0,024 вес.Ъ кальция, носитель остальное. 10

Активность катализатора указана в таблице.

Пример 6. В 100 r гидроокиси алюминия, полученной в результате гидролиза изопропилата алюминия, )5 вводят 10 r уксусной кислоты в 1 л воды и варят с обратным холодильником в течение 12 ч. Декантируют золь гидроокиси алюминия в количестве

800 мл, содержащий 50 г сухой массы.

В эоль вводят 0,1 г нитрата циркония и 5 г коллоидной окиси кремния, полученной действием соляной кислоты на разбавленное жидкое стекло. После перемешивания обоих эолей добавляют

5 г платино (IV)-хлористоводородной кислоты в 100 мл воды.

Получен золь, содержащий 5 вес.Ъ окиси алюминия, 0,25 вес,.Ъ платины, 0,01 вес.% нитрата циркония и

0,5 вес.Ъ SIО . Этой массой покры- 30 вают фасонные иэделия, причем после кальцинирования получают катализатор, состоящий из 0,8 вес.Ъ покрытия А1 0

0,04 вес.Ъ платины, 0,0005 вес.Ъ цирконий и 0,024 вес.Ъ кремния, носи- 35 тель — остальное.

Активност катализатора в стандартных условиях указана в таблице.

Пример 7. В 100 г гидроокиси алюминия, полученной в результате гидролиэа иэопропилата алюминия, вводят 2 r соляной кислоты и 3 r хлорного титана в 1 л воды, после этого в течение 2 ч подвергают варке.

После охлаждения декантируют эоль гидроокиси алюминия в количестве

720 мл, содержащий 66 r сухой массы.

B эоль вводят 2 г платино (IV)—

-хлористоводородной кислоты и 1,5 г перрената аммония в 100 л воды. Полученный раствор содержит 8 вес.Ъ окиси алюминия, 0,25 вес.Ъ платино (IV)-хлористоводородной кислоты, 0,18 вес.Ъ перрената аммония и

0,36 вес.Ъ хлорного титана. Этим раствором покрывают шамотные кольца Рашига и после кальцинирования получают катализатор, состоящий иэ

1,2 вес.Ъ покрытия А1 0, 0,02 вес.Ъ платины, 0,023 вес.Ъ рения и

0,017 вес.% титана, носитель — остальное.

Активность катализатора указана в таблице.

Пример 8. В 100 г товарной. гидроокиси алюминия вводят 10 см концентрированной соляной кислоты ,и 10 см3 концентрированной азотной кислоты в 2 л воды. Суспензию варят в течение 6 ч, а после охлаждения отфильтровывают золь. В золь вводят

5 r платино (IV)-хлористоводородной кислоты и 0,8 г метавольфрамовой кислоты. В случае длительного хранения массы добавляют лиэульбин в количестве около 1 г.

Раствор содержит 4 вес.Ъ окиси . алюминия, 0,25 вес.Ъ платино (IV)— хлористсводородной кислоты, 0,04 вес.+ метавольбрамовой кислоты.

Полученной таким образом массой покрывают никелевые пластинки и после кальцинирования получают готовый катализатор, состоящий иэ 0,8 вес.Ъ покрытия А1 0, О, 05 вес. Ъ платины и 0,006 вес.Ъ вольфрама, носитель остальное.

Активность катализатора указана в .таблице.

79544 Г

Продолжение таблицы

95

VRi

Сравнительные катализаторы

94 а) 0,1%

Р1 А!цоъ

Полученный в результате пропитки

Около 45

76

40

Составитель В. Карпов

Редактор П. Горькова Техред.М.Голинка Ко екто Н. Швыдкая

Заказ 9481/5 Тираж 576

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиЯ

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

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

Подписное б7 0,05 Рд на носителе 37 в) Согласно прототипу 66

Данные по активности катализаторов по конверсии этилена, окиси углерода, сероуглерода и сероводорода при атмосферном давлении воздуха содержание этилена в воздухе

0,4 о6.Ъ температура 250 С

О нагрузка на катализатор 5000 ч

Для окиси углерода: содержание окиси углерода в воздухе 5 об.Ъ температура 280 С о

1 нагрузка на катализатор 5000 ч

Для сероуглерода: содержание сероуглерода в воздухе 3 мг/л температура 300 С о нагрузка 10000 ч 1

Для сероводорода: содержание сероводорода в воздухе 1,2 мг/л температура 300 С нагрузка 10000 ч

Формула изобретенкя

Способ получения катализатора для очистки газов, содержащих органичес70 32 57 кие и неорганические соединения, включающий нанесение на носитель окиси алюминия и платины с последующей сушкой и прокаливанием, о т л и ч а-. ю шийся тем, что, с целью упрощения технологии приготовления и получения катализатора с повышенной активностью, на носитель наносят раствор, содержащий пептизированный коллодиный золь окиси алюминия в количестве 0,4-8,0 вес.Ъ,коллоидную платину или коллоидное соединение платины или. комплексное соединение платины в количестве 0,0002-0,25 вес.6

40 в пересчете на платину, добавки, вы= бранные из группы, содержащей соединение рения, вольфрама, хрома, титана, циркония, ниобия, кадмия, кальция, кремния в количестве от 0 до

45 0,24 вес.< °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Catalysis Reviews „1972, 9 6.

50 2 АвтоРское свидетельство СССР

9 386659, кл. В 01 J 37/02, 1971 (прототип).