Катализатор для очистки промышленных выбросов и способ его получения

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ ПРИ ГННТ СССРобъединена Азот им. С.0. Притыцкого и институт физико-органической кн мни АН БССР С(54) КАТАЛИЗАТОР для очистки пвомшг лвнны вывгосов и спосов ЕГО получеНИЯ .(57) Изобретена касается каталити ческой химии, в иастности получениякатализатора для очистки лромьшлен -. ньцх выбросовот монооксида УГПЭРОДЗи углеводородов. Цепь - создают НО вого способа полученякатализатора с лучшей активностью и теРМ 0 СТа 5 ИЛь юшш.ЩШшшешштиштвщш нанесением на носитель А 1203, пред О варительно прокаленныи при 500-900 С,1 изобретение относится к катализаторам для очистки промышленных выбролсов от монооксида углерода н углеводородов и способу его получения. Целью изобретения является повы шение активности н термостабильностн КЗТЗЛИЗНТОЗ За СЧЕТ ДОПОПШТЕПЬНОГО цщщжшшясшшипщшщшянсшшшшюшКЭТЗЛНЗЗТОРОМ НОВЫЙ СОСТЗВ ПО СУММЕ(46-136)(717212)1 н-обеспечивающего содержание в высушенном н лро каленном катализаторе в следующем соотношении оксидов, мас. никеля 1,364 хрома 1,54,3 палладия 0,06 0,12 И алюмния до 100. Этот катализатор в указанном процессе очистки промышленных выбросов обеспечивает 1002-ное удалене СО в газовой смесипри 210240 С (против 65270 С, причем при прокаливании носителя при 9 ООС А 1203 имеет структурную иодификацию 9 а при 50 О 7 ООС гамма модификацию. В сравнении с известны(Г) активных веществ имеет меньшее содержание, лучшую активность н термостойкость при.ыеньшей пирофорности, а ус ловня получения катализатора ведут при меньших энергозатратах, расходах реактивов и нсключени необходимости таблетнрования причем получеииы ка ПИТНЛНЗЗТОР ПОСЕВ ЗЗУГПЕРОШЗВЗШЯ ЛЕГКО РВГВНРИРУВТСЯ ПРИ ТЕМПЕРЕТЪФЗК ниже 300 С. 2 с.п. Ф-лы, 1 табл. пза счет пропитки предварительно прокеленного при определенной температу ре носителя раствором, содержащны нит 2 раты никеля, хрома п палладия в опре д ДЕЛЕННОМ СООТ ПОШЕЛ-ЩИ дприем при постоянном перемешивании раствор объемом 19,3 мл, В КОТОРОМ сот БНЕО, 0,81 г смысл), 9 Нд 0 и 043113 г га(ыо,),. Палладий в исходНУЮ СМЗСЬ вводят в виде раствора (2,6 МЛ) И ЕГО азотнокислой соли В 152 ной азотной кислоте. Соотношение компонентов в 10никеля, хрома И палладия в иси 0 дНОМ растворе равны 5,4, 5,4 И 0,270 Г/Л соответственно.СодеРЖИМ 0 Е ЧЗШКИ На ходится при комнатной темпераТУРе И 15 периодическом перемешивании 1,5 О 2,0 ч, затем его сушат при 1 д 0200 С П р и м е р 2. Для получения катализатора, содержащего в мас. 2,5 Ы 10 3,0 сгдоз 0,06 гао А 1203 ос 20 тальное, 10 г носителя, ПРОКЗПЭННОГОку, куда затем прилипают В ОДИН ПРИем при перемешивании 19,3 мл ПРОПИТЫвающего раствора, содержащего 1,04 Г 25 ы 1(1 ч 0,),. вн,о, 1,63 г сг(1103),-9 н,о и 0,0113 г Р(Ы 03)г. Соотношене указанных солей в растворе соответственно равно 92,0 14 д 1. Концентрация никеля,растворе составляет 10,9, 10,9 И 0,270 г/л- Дальнейие операции по полученнюкатализатора и их режима аналогичны описанным в примере 1.и 0,275 г, Дальнейшие операции по получению катализатора и их режимы аналогичны описанным В примере ЪСоотношение массовое компонентов в растворе соответственно равно 68,7 1 О 6,51. Концентрации никеля, хромаи палладия состаляют 16,5, 16,5 н 0,55 г/л. Дальнейшие операции по получению катализатора н их режим ана ЛОГНЧНЫ ОПИСНННЫМ В ПРИМЕРЕ 1 оП р и м е р 3. С цепью получения катализатора, содержащего в мас. остальное,(без палладия), 10 г оксида алюминия марки А 15 прокаленнй при 90000, заливают 10,3 мл раствора, содержащего 1,38 г 111(1 ч 0,)2. онао, 2,45 г сгшо, д 9 Н 2 О. Соотношене (массовое) соединенй никеля И хрома равно 11,55. Концентрации никеля и хрома в растворе были одинаковыми и равнялись 16,5 г/п. Дальнейшие операции по полуЧЕНИЮ катализатора И ИХ РЕЖИМЫ аиалои гичны описании в примере 1.П р И м е р 6. Катализатор, содержащи в мас. 38 Ы 1 О 4,3 СДЪОЗ,0,06 0/А 1203 остальн 0 е получают пропиткой 30 гноситепя, прокаленного при 700 С 58 мл раствора, содержащего 4,75 г метод),- ан,07,зв сг(1 ч 0,),- энда и 13,0346 г-гасьюдд. Соотношене компонентов в растворе соответственно равно 1362121. Концентрации нкеля, хрома и палладия составляют соответственно 16,5, 16,5 и 0,275 г/л. Дальнейие операции по ПОЛУЧЕНИЮ катализатора И ИК РЕЖИМ аналогичны описанным в примере 1.П р и м е р 7. Катализатор, содержащий, мас. 3,8 Ы 10 4,3 сг,0 0,06 Р 0/А 1203 остальное, получают пропиткой 30 г носителя, прокаленного при 500 С, 58 мл раствора, содержащего 475 г 111(11 О.,),- 611,0, 7,36 г 01400,), А Энд и 0,036 г 9401109,. Соотношение компонентов в растворе соответственно равно 1362121. Концентрации никеля, хрома и.палладия составллют соответственно 16,5, 16,5 и 0,275 г/л Дальнейшие операции по получению катализатора и их режиы ЗНЭЛОГИЧН ОПИСЗЙНЫМ В ПРИМЕРЕ 1.П р иум е р 8. Катализатор, содержащий в мас. 6,д Ы 10, д,3 Ст,С 5,0,12 РО А 12 О 3 остальное, получают пропиткой 36 г носителя, прокаленного при 70 ОС, 68 мл раствора, содержащего 9,696.г Ы 1(ЫО 3)2- бнгр, 9,036 г сз(но,),- энго и 00 вг.9 г Р(Ы 03)д. Соотношене компонентов в растворе соответственно равно 11 д 310 б 1. Концентрации никеля, хрома и палладия составляют соответственно 23,7, 17,3 и 0,57 г/л. Дальнейшиеоперации по получению катализатора и их режимы аналогичны писаннм в примере 1.П р и м е р 9 (известный). К 100 г отработанного в процессе гидрирования бензола промышленного Никель-хромового катализатора состава, мас, Ы 1 22,3, Ы 1 О 26,1, Сг 2 Оэ 268 Ы 15 1,7, влага 18, остальное неопределяеые вещества, прибавляют 80 мл раствора азотной кислоты, содержащей 8 г 10 Оной НЫО 3 и массу выдерживают при комнатной температуре в течение 45 ин. Затем избыток раствора отделяют от твердой фазы фильтрованием и используют его с добавкой соответствующего количества концентрированной азотной кислоты для обработки последующих порций отработанного каталиэатора. Твердую фазу сушат при 801209 С и прокаливают при 6 О 0 С 3 ч. Получают окисный никель-хромовы катализатор состава, мас.2 Ы 10 56,2 Сггс 32,4, остальное неопределяеме вещества.АКТНВН 6 СТЬ ЗТЗЛИЗЗТОРН В реакции дожига СО определяют.на лабораторной установке при атмосферном давлени и объемной скорости воздушной смеси содержащей 10 СО, равной 10000 ч , а также на пилотной установке. Последние данные показывают возможность исПОПЬЗОВЕННЯ КЗТЗЛИЗЗТОРЗ СОГЛЕСНО изобретению для дожига также органических соединений (например, циклогексана). Эти испытания проведены на катализаторе состава 3,8 ЫО д,3 Сггоэ 0,12, РО/А 1203 остальное(пример д, таблица), разбавленном чистым носителем АД 20) в соотношении катапизаторноситель 12. Объем загруженного носителя 1,0 л. Скорость подачи смеси, состоящей из 94 ша 1,6 со 0,9 со 1-3,5 о 2 Аг 0,02 УТ равна 13004000 л/ч. Катализатор считают тем активнее, чем ниже температура дожига (1002) СО.Результаты испытаний катализаторов на лабораторной установке приведены втабпнце. Из данны таблиц следует,что введение оксида палладия в количестве О,О 612 масйй способствует существенному снижению температурыму повышению активности катализатора. Так, если на образцепрототипе полны ддожиг осуществляется при 265270 С а иа образце (пример 5), содержащем 0 Ксиды никеля н хрома на носителе (без пагшаднзд при 300 с, то на образцдд катализатора согласно изобретению лос ле ик прокаливания при 400 или бО 0 С полное окисление СО имеет место при 200-210 С. Из прнведенньш в Таблице Результатов также видно, что повышение температуры обработки от 400 до 600 С не оказыает нкакого-влияния на работу катализатора, в то время как такое же повышение температуры обработки никелъхромового проьцш ного свежего катализатора сопровддда ется э начит ельньш ростом тештергтуры полного дожига,что свидетельствует о его спекании. Подтверждением этому является одинаковая температура дддн га на термообработанном свежем катализаторе и отработанном образце его. Сопоставление этих данных показывает,ЧТО каталзатор согласно изобретению существенно термостабильнее промышленного никельхромового катализатора. ТаКИМ Образом, к преиМУЩествам каТапиэатора следует отнести высокие Термостабилъность и активность по сравнению с известны значительное уменьшение по сравнению с прототипом Содержаня активных компонентов отНОСИТЕЛЬНО низкое СУММЗРНОЕ КОЛИЧЭСТБО оксидов хрома, никеля и палладия по сравнению с количеством непирофорного носителя оксида алюминия - существенно уменьшает лирофорность катализатора упрощение способа получения отНОСИТЕЛЬНО СПОСОба ПРОТОТНПЗ, П 0 кольку исключены стадии таблетирования т.е. уменьшаются потери реактивов и энергозатраты найдено, что катализатор после преднамеренного его зауглероживания легко регенерируетсяПРОДУБОЙ воздуха ПРИ ТЕМПЕРЗТУРЕХ до 300 С.1. Катализатор для очистки протеиленным выбросов, содержащй оксид никепи, оксид хрома и оксид алюмния, о т л н Ч а ю Щ И Й с я тем, что, целью повышения активности и термостабилъности катализатора, он дополННТВЛЬНО СОДЕРЖИТ ОКСИД палладия ПРИ следующем соотношении комонентов мас.2Оксид никеля Оксид хромаоксид палладия оо 6 о 12 предварительно прокаленного при 500.01 оксид алюминия остальное 900 Ь носителя раствором, содержащимдля очистки прошшенньпк выбросов, - Сг(ЬЮ-д)5 - 9 Нг 0 Рс 1(1 ЧО 3)2, равном включающий нанесение на носитель (46-136)(717212)1 обеспечивающем оксид алюминия - соединений нксля и следующее содержание компонентов в кахрома сушку и прокаливанне о т л и тапиэаторе, мас.2ч а ю щ и й с я тем, что с цепью 1 о . Оксид нкеля . 1,30-6,40 получения катализатора с повышенной Окснд хрома 150 Д,З 0 активностью и термостабъхльъвостьло, над Оксид пелпадня (ДОБ-О, 22НЕСЕКШЕ ОСУЩЕСТБЛЯЮТ ПУТЕМ ПРОПИТКТД 7 ОКСИД ЗЛЮМИНИЯ ОСТНЛЬНОЕтемницы пшпшгп (1001) допинга со в сноси с возхшшм на кдтатгваторв равного сопки саддрпииа СО и сноси с воздухом . 1,031. Объемная скорость - ШВОВ часПример соотношение (нвс- 3 Тора струк- Терн Т-рп сова кпипоъпапнтпв тропа тупили прохалн- пылкого в пратпьшдшп . лизания эюднфи- вишня (1001 растворах посп- индия катппн- дпхпгн СО иЦНОдд- 611,01 . тыя,с иосп- алтари, п газовая шпиц), - 511,0 тшш с- снвсщс кввснщ) . 7 Питер 1 Д ЬЛДЦ 1,3 3110 3,5 0110, 0,06 ЕЫО/енб, 900 9 нагтпкп- 210 и - н - - п . - п - п п 7 дю Пример 1 ЭЗН-ШН 2,5 Н 1030 СЕаОаЗ 0.0 РО/Мдд, - непрояв- 230 п - п у . -н 1 п п 28 - д Пример 3 136111211 3,8 НЮ 6,3 031103 0,05 Р 60.А 1,0 д - - - мпгппа- 155 о с г та д,Пример 4 6 В.706.51 3,8 1110 6,3 010 0,2 гав/мае, д- иепрпв- 240 - - леи п п у п п п дав на п п п п п 500 по Пример 5 1,550 3,3 1110 15,3 дач/ДНО -- нвпрокв- 290 п и Ег - п - . п п. ню Принцу 6 3 Б 221 3,8 1110 13,3 1530 0,06 гав/иди, 700 Ъ 00 230 Принцу 7 Т 3 Б 212 3,3 10 5,3 0130, 0,06 рай/Ада, . 500 500 10 припер В ПНЦОБН 5,4 НЕЕ 0,3 С 0 0,12 Рд 0/А 1 д 0 з 700 1 1000 210 припев 9 прототип М. па пенса 538, сгдо, по кснва 27,0 - . 600 255270 Составитель В. Теплнкова Редактор И Шубина Техгед И-ДНДЫК КРРекТРН Ревская Заказ 2191/ДСП ТЦРЗЖ 225 пдпВВННПИ Государственного комтета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж 35 Раушская наб., д. 4/5