CS266106B1

CS266106B1 - Katalyzátor pre oxidóciu amoniaku na oxid dusnatý

Info

Publication number: CS266106B1
Application number: CS874333A
Authority: CS
Inventors: Emanuel Ing Kondrat; Julius Ing Csc Sabados; Alzbeta Gebelova; Antonin Ing Csc Simecek; Pavel Ing Vondrak; Tomas Ing Matzenauer
Original assignee: Kondrat Emanuel; Sabados Julius; Alzbeta Gebelova; Antonin Ing Csc Simecek; Pavel Ing Vondrak; Matzenauer Tomas
Priority date: 1987-06-12
Filing date: 1987-06-12
Publication date: 1989-11-14
Also published as: CS433387A1

Abstract

Předmětem řešení je katalyzátor na bázi oxidů kobaltu nanesených na kovovém nosiči, používaný pro oxidaci amoniaku na oxid dusnatý, a způsob jeho výroby.

Description

Vynález se týká způsobu výroby katalyzátoru pro oxidaci amoniaku na oxid dusnatý, jehož aktivní složku tvoří oxid kobaltu s případným přídavkem promotorů, nanesený na inaktivní kovový nosič ve formě tkaniny - síta.

Pro reakce, ,u kterých je rychlost chemických změn látek probíhajících na povrchu katalyzátoru velká ve srovnání s rychlostí transportu látek z objemu reakční směsi k tomuto povrchu a zpět (tzv. reakce řízené vnější difúzí) je rozhodující charakteristikou měrný geometrický povrch katalyzátoru, tj. celkový vnější povrch částic katalyzátoru obsažený 3 v 1 m vrstvy katalyzátoru.

Ve většině výroben se dosud pro oxidaci amoniaku používá jako katalyzátor platina s přídavkem dalších drahých kovů, zformovaná do síta s měrným geometrickým povrchem 8 000 až 14 000 m /m . Při průmyslovém použití však dochází ke značným nevratným ztrátám těchto kovů. V menší míře se používají granulované katalyzátory na bázi oxidu železa, kobaltu, chrómu a niklu s případným přídavkem promotorů. U běžně používaných nosičů těchto katalyzá2 3 torů ve formě granulí o velikosti 2 až 20 mm je měrný geometrický povrch menší než 2 000 m/m . Jeho zvětšení cestou snižování rozměrů granulí není dále možné, protože začne nepřípustně stoupat tlaková ztráta na vrstvě katalyzátoru.

Aby bylo možné dosáhnout s těmito katalyzátory stejné účinnosti procesu jako při použití platinorhodiových sít, je nutné je použít ve velkém množství, což si vynucuje speciální úpravy strojního zařízení. Kromě toho vlastní výroba granulovaných neplatinových katalyzátorů je náročná na suroviny a energie. Tak například při výrobě katalyzátoru Amox podle AO 244 315 je nejprve nutné připravit nosič, žíhat ho při teplotě 1 200 až 1 400 °C pro vytvoření směsného oxidu a potom vykonat několikanásobnou impregnaci v roztoku dusičnanu kobaltnatého a následným žíháním při teplotě 800 °C. Pro lisování nosiče do formy tablet je nutné speciální zařízení.

Všechny uvedené nedostatky podstatnou měrou odstraňuje katalyzátor vyrobený podle vynálezu. Katalyzátor pro oxidaci amoniaku na oxid dusnatý je vyrobený nanesením aktivní vrstvy na nosič ve tvaru kovové tkaniny, pleteniny nebo plsti. Nosič může být bud celistvý, nebo ve formě menších částí, například tkanina z drátu o průměru 0,1 mm může být nastříhána na čtverečky velikosti .5x5 mm. Aktivní vrstva na nosiči vytváří nanesením roztoku vhodné soli a následným tepelným rozkladem. Tak například při nanášení aktivní vrstvy oxidu kobaltu se nosič ponoří do roztoku dusičnanu nebo octanu kobaltnatého. Po vyjmutí z roztoku se nosič zahřeje na teplotu 300 až 900 °C, čímž se vytvoří aktivní vrstva. Tento postup lze podle potřeby opakovat.

Aktivní vrstva může obsahovat jeden nebo několik katalyzátorových promotorů v množství do 10 %, např. oxid hlinitý, ceričitý nebo chromitý, který se přidává tak, že se roztok dusičnanu nebo octanu příslušného kovu smíchá s roztokem kobaltnaté soli a tento roztok se použije k vytvoření aktivní vrstvy.

Základní materiál pro výrobu kovového nosiče se volí podle požadavků na jeho teplotní odolnost obvykle jako slitina 31 až 100 % hmotnostních železa, 0 až 35 % chrómu, 0 až 25 % niklu, 0 až 5 % hliníku, 0 až 2 % molybdenu a 0 až 2 % uhlíku.

Popsaný katalyzátor a způsob jeho výroby mají oproti současnému stavu techniky v tomto oboru mnohé výhody. Nosič katalyzátoru v podstatě nereaguje ani s aktivní vrstvou, ani s reakční směsí, čímž je zaručena dlouhodobá stálost katalyzátoru v široké oblasti teplot 600 až 900 °C. Výraznou předností katalyzátoru je velký měrný geometrický povrch 2 500 až 2 3

000 m /m při malé sypné hmotnosti. Další výhodnou vlastností katalyzátoru je velká mechanická pevnost, daná materiálem nosiče, takže se katalyzátor nerozpadává a neznečišťuje zařízení ani produkt. _:

Jako praktický příklad výroby katalyzátoru lze uvést katalyzátor na bázi oxidu kobaltna to-kobaltitého na nosiči z ocele třídy.17 242.

CS 266 106 Bl

Tkanina ze slitiny 73,8 % železa, 18 % chrómu, 8 % niklu a 0,2 % uhlíku, tkaná obyčejnou plátnovou vazbou z drátu průměru 0,20 mm s velikostí oka 0,25 mm se nastříhá na čtverečky velikosti 5x5 mm. Ty se vloží do roztoku kyseliny dusičné o koncentraci 56 % a 10 minut povaří. Potem se vloží do roztoku dusičnanu kobaltnatého o koncentraci 36 %. Po jedné minutě se nosič z roztoku vyjme a 15 minut se žíhá v peci při teplotě 700 °C. Po vychladnutí se proces namáčení a žíhání ještě dvakrát opakuje.

Nebo jiný příklad výroby katalyzátoru.

Tkanina ze slitiny 73,8 % železa, 18 % chrómu, 8 % niklu a 0,2 % uhlíku, tkaná obyčej nou plátnovou vazbou z drátu průměru 0,20 mm s velikostí oka 0,25 mm se nastříhá na čtverečky velikosti 4x4 mm. Ty se vloží do roztoku kyseliny dusičné o koncentraci 56 % a 10 minut povaří. Potom se vloží do vodného roztoku, který obsahuje 30 % dusičnanu kobaltnatého a 5 % dusičnanu ceričitého. Po jedné minutě se nosič z roztoku vyjme a 15 minut se žíhá v peci při teplotě 700 °C. Po vychladnutí se proces namáčení a žíhání ještě dvakrát opakuje.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Katalyzátor pro oxidaci amoniaku na oxid dusnatý složený z oxidu kobaltu s příměsí až 10 hmotnostních % oxidů ceru, chrómu a hliníku vyznačující se tím, že vrstva oxidu kobaltu je nanesena na kovový nosič ze slitiny železa obsahující nejméně 31 hmotnostních % železa, přičemž kovový nosič je tvarován do síta, pleteniny nebo plsti o měrném geometrickém povrchu 2 500 až 20 000 m /m .