NO811890L - Katalysatormasse, fremgangsmaate til dens fremstilling og dens anvendelse for svovelsyrekatalysator-fremgangsmaaten i hvirvelsjikt - Google Patents

Katalysatormasse, fremgangsmaate til dens fremstilling og dens anvendelse for svovelsyrekatalysator-fremgangsmaaten i hvirvelsjikt

Info

Publication number
NO811890L
NO811890L NO811890A NO811890A NO811890L NO 811890 L NO811890 L NO 811890L NO 811890 A NO811890 A NO 811890A NO 811890 A NO811890 A NO 811890A NO 811890 L NO811890 L NO 811890L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
vanadium
catalyst
sulfuric acid
weight
solution
Prior art date
Application number
NO811890A
Other languages
English (en)
Inventor
Wolf Becker
Original Assignee
Bayer Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayer Ag filed Critical Bayer Ag
Publication of NO811890L publication Critical patent/NO811890L/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/69Sulfur trioxide; Sulfuric acid
    • C01B17/74Preparation
    • C01B17/76Preparation by contact processes
    • C01B17/78Preparation by contact processes characterised by the catalyst used
    • C01B17/79Preparation by contact processes characterised by the catalyst used containing vanadium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/16Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/20Vanadium, niobium or tantalum
    • B01J23/22Vanadium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/02Sulfur, selenium or tellurium; Compounds thereof
    • B01J27/053Sulfates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/69Sulfur trioxide; Sulfuric acid
    • C01B17/74Preparation
    • C01B17/76Preparation by contact processes
    • C01B17/77Fluidised-bed processes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

Oppfinnelsen vedrører en katalysatormasse for oksydasjon av svoveldioksyd til svoveltrioksyd i hvirvelsjikt og en fremgangsmåte til dens fremstilling.
lin for hvirvelsjiktfremgangsmåten egnet katalysator skal ved tilnærmet kuleform ved siden av ekstremt høy mekanisk fasthet, spesielt slitasjefasthet ha en størst mulig virksom overflate pr. volumenhet pga. av dens pore-struktur, muliggjøre en hurtig gassdiffuasjon fra katalysator-kornets overflate inn i det indre og inneholde minst mulig stoffer som nedsetter reaksjonshastigheten. Korndiameter, kornstørrelsefordeling og poreradiefordeling skal derved være avstemt på den eventuelle prosess.
Fra tysk patent 1 926 564 er det kjent slitasje-faste hvirvelsjiktkatalysatorer for svovelsyrefremstilling hvis bæremateriale fremstilles på basis av utfelte kiselsyrer under medanvendelse av leirmaterialer. Disse bære-materialer fremstilles ved suspendering av kiselsyrefyll-stoffene og leirmineralene under tilsetning av magnesiumoksyd i en vandig stabil kiselsol. Den gelébare blanding fordeles i en med vann ikke blandbar væske til dråper av ønsket størrelse. De stivnede gelkuler adskilles fra den organiske væske og glødes etter tørkning og konsentrering ved temperaturer på 500 til 1000°C. Etter kalsinering foregår en syrebehandling for. å "fjerne det i bærematerialet tilstedeværende aluminium best mulig. Det således oppnådde bæremateriale impregneres deretter på vanlig måte med alkaliske vanadatoppløsninger, idet det anvendes et over-skudd alkali, fortrinnsvis kalium med et molforhold alkali-oksyd til vanadinpentoksyd fra ca. 1,5 til 1 eller høyere.
Det er nu funnet at vesentlig forbedrede kataly-satorer kan fåes når ved deres fremstilling, på basis av utfelte kiselsyrer, bare tilsettes så meget leirmineraler at den tørre katalysatorbærer maksimalt inneholder 4% A^O^, fortrinnsvis ikke mer enn. 2% A^O^ og kalsineringen foregår ved temperaturer på ikke mer enn 600°C, fortrinnsvis ved 200 til 500°C. Dette bæremateriale impregneres deretter i tilknytningliiten foregående syrebehandling med en svak svovelsyreoppløsning av vanadyloksysulfat og tørkes deretter. Ved denne tørkningsprosess er det tilstrekkelig temperaturer fra 150° til 250°C. I et hvert tilfelle skal det utebli temperaturbehandlinger av bærere som også har ferdig katalysator, som overfører det krystallgitteret av leirmater-ialene inneholdende aluminium til en raktiv form.
Det er også mulig å forene begge temperaturbe-nandlinger i et trinn således at bærematerialet før impregnering bare tørker og at herdningen deretter foregår på den ferdige katalysator ved temperaturer på under 600°, fortrinnsvis ved temperaturer på 200° til 500°C.
Oppfinnelsens gjenstand er følgelig en fremgangsmåte for fremstilling av hvirvelsjiktkatalysatorer for oksydasjon av svoveldioksyd til svoveltrioksyd på basis av kiselsyrefyllstoffer og leirmineraler, idet fremgangsmåten erkarakterisert vedat bærematerialet som ikke inneholder mer enn 4% A1203, fortrinnsvis ikke mer enn 2% Al2<0>3 på basis av tørt bæremateriale, impregneres med en svakt svovelsur oppløsning av vanadyloksysulfat, hvori vanadium foreligger i oksydasjoirstrinn + IV og kaliumhydrogensulfat og herdningen av bærematerialet, respektiv av den ferdige katalysator foregår ved temperaturer på ikke over 600°C, fortrinnsvis ved 200° til 500°C.
Det fåes katalysatormasser som utmerker seg såvel ved deres høye slitasjefasthet som også ved deres jevnt-blivende høye aktivitet ved langtidsbruk.
Bæremassens fremstilling kan foregå såvel etter fremgangsmåten ifølge tysk patent patent 1 926 564 som også etter andre kjente granuleringsfremgangsmåter som f.eks. på granuleringstallerken. Det anvendes utfelt kiselsyrefyllstoffer med spesifik overflate ifølge BET på 40 til 80 m 2/g som fortrinnsvis inneholder ca. 5 til 10 vekt% kaliumoksyd. Fyllstoffmengden dimensjoneres således at det i bærematerialet referert til vannfritt granulat er tilstede ca. 20 til 60 vekt%, fortrinnsvis 35 til 40 vekt% fyllstoff. Dette fyllstoff blandes i en vandlig stabil kiselsyresoi med spesifik overflate fra 150 til 450 m /g ifølge BET, idet gelédannelsen foregår på kjent måte under tilsetning av mindre mengder høyaktivt magnesiumoksyd. Det foretrekkes hydratisert magnesiumoksyd i mengder fra ca. 0,1 til 3 vekt%. Ved suspendering ay fyllstoffet i kiselsol eller ved granu-leringen tilsettes leirmineralene i mengder fra ca. 10 til 15 vekt%. Som leirmaterialer egner det seg f.eks. kaolinit, montmorillonit, attapulgit, bentonit og/eller kaolin.
Granulatene tørkes og herdes deretter enten
ved temperaturer på ikke over 600°C, fortrinnsvis ved 200°C til 500°C, eller tilføres etter tørkning umiddelbart til Impregnering.
Impregneringen foregår med en svovelsyreopp-løsning av vanadyloksysulfat som fortrinnsvis ikke inneholder over 6 vekt%, spesielt foretrukket 0,1 til 3 vekt% fri svovelsyre. Impregneringsoppløsningen inneholder vanadyloksysulfat hvor vanadium foreligger i oksydasjonstrinn + IV i mengder fra 5 til 30 vekt%, fortrinnsvis fra 12 til 23 vekt% og 15 til 40, fortrinnsvis 20 til 30 vekt% kaliumhydrogensulfat hver gang referert til den samlede oppløsning. Disse oppløsninger lar seg sterkt overmette således at de kan påføres på bærematerialet, såvel kaldt som også varmt.
Konsentrasjonen av vanadium og kalium i den sure oppløsning er å velge således at i den-tørre katalysator foreligger et molforhold mellom kalium og vanadium på 3:1 til 2:1 og vanadininnholdet utgjør beregnet som vanadinpentoksyd 4 til 9, fortrinnsvis 5 til 7 vekt%.
Som salter av fireverdiga vanadium anvendes vanadylsalter, fortrinnsvis sulfater. For den ifølge oppfinnelsen foretrukkede fremstilling av impregneringsopp-løsninger i et eneste trinn has den nødvendige vannmengde, tilsettes den for reduksjon av bilsulfat tilberedningen nødvendige syremengde, deretter suspenderes den beregnede mengde vanadinpentoksyd og oppløsningen reduseres derpå
med svoveldioksyd eller svoveldioksydholdig gass så lenge, inntil samtlige vanadinpentoksyd foreligger oppløst som vana-dylsulfat (VOSO^). Deretter innføres ved en temperatur på
minst 40°C, fortrinnsvis fra 60° til 90°C kaliumsulfat i den sure oppløsning. Etter avsluttet disulfatdannelse foreligger et lite svovelsyreoverskudd.. Denne oppløsning kan med en gang anvendes til impregnering av bæremateriale.
Fortrinnsvis foregår impregneringen i hvirvelsjikt. Materialet fluidiseres ved en tilstrekkelig fluid-iseringshastighet og deretter besprøytes med impregnerings-oppløsningen. Deretter foregår fortrinnsvis en etterbe-handling med varm.luft (150° til 300°C) inntil materialet ikke mer avgir fuktighet.
Spesielt når bærematerialet blir herdet før tørkeprosessen ved temperaturer inntil 600°C, fortrinnsvis ved temperaturer rundt 400°C, kan det anvendes umiddelbart uten reduserende forbehandling i hvirvelsjiktkatalysatoren før oksydasjon av S02til SO^. Det viser seg ved de vanlige driftstemperaturer på ca. 380° til 500°C en vesentlig høyere aktivitet enn andre hvirvelsjiktkatalysator og har også etter flere års drift ennu en høy slitasjefasthet og en uendret aktivitet.
Foregår herdningen ikke før impregneringen kan denne herdning også foregå i tilslutning til impregneringen. Ved det nye katalysatormaterial ble det f.eks. ved en drifts-temperatur av hvirvelsjiktet på ca. 470°C og en gass, som innenolder 12 volum% svoveldioksyd i et eneste hvirvelsjikt-trinn, oppnådd en omsetning på over 93% av svovelsioksyd til svoveltrioksyd.
Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av noen eksempler:
Eksempel 1
Fremstilling av bæremateriale
I 10 1 vandig kiselsyresol (tetthet 1,20 g/ml,
30 vekt% Si0.2) med en spesifik overflate ifølge BET på
200 m 2/g ble det ved hjelp av en intensivblander suspendert 3410 g av et fra natrium-vannglass med kalsiumklorid og vandig saltsyre utfelt kiselsyrefyllstoff og 520 g kaolin.
Kiselsyrefyllstoffet hadde en spesifik overflate på 50 m 2/g ifølge BET og besto til 75% av Si02, 8% CaO og 17% fritt og bundet vann. Kaolinet besto til 47% av Sio2og 38% A^O-^og 15% vann samt spor av andre oksyder. Etter den kjemiske sammensetning referert til faststoff viser det seg følgende beregnede sammensetning
Gjennom doseringspumper ble det tilført mengder på 10 l/time av nevnte suspensjon og 1,2 l/time av en vandig magnesium-oksydsuspensjon med et innhold på 80 g MgO/liter kontinuer-lig til et blandekar, hvorfra den gelébare blanding av de to suspensjoner rant opp på en roterende fordelerinnretning. Under fordelerinnretningen befant det seg en med o-diklor-benzen-fylt søyle.
Ved inntreden i det organiske medium fordelte suspensjonstrålene seg til kuleformede dråper som under nedsynkningen gjennom den startende gelédannelse ble fast.
Det ennu formbare granulat ble adskilt fra o-diklorbenzen, tørket i luftstrøm og deretter oppvarmet 2 timer ved 4 30°C. Det ble dannet et perleformet, meget hardt materiale med korndiametere fra 0,4 til 2 mm. Den spesifike overflate ifølge BET utgjorde 124 m<2>/g, dets pore-volum 501 mm ' 3/g, dets slitasjetap etter dynamisk prøve-metode 1 vekt%.
Eksempel 2
Fremstilling av impregneringsoppløsningen
3
I et emaljert rørekar med 3 m innhold ble det ifylt 500 liter avsaltet vann. Deretter ble det i karet innslemmet 146 kg vanadinpentoksyd med 350 1 vann. Under omrøring ble det tilsatt 208,5 g 96 %-ig kjemisk ren svovelsyre. Herpå ble det ca. 60 til 90 minutter (150 til 200 m<3>/ time) under omrøring innført en svovelforbrenningsgass med et innhold mellom 16 til 19 volum% svoveldioksyd. Oppløsningen oppvarmet seg herved til ca. 60°C. Innføringen ble avsluttet når den dypblå oppløsning var klar. Deretter ble det over en trakt i karet tilsatt 2 80 g kaliumsulfat under omrøring og omrørt ved ca. 60° til 80°C inntil oppløsningen igjen var klar. Denne oppløsningen ble nu påført på bærematerialet.
Eksempel 3
Fremstilling av katalysatoren
I en hvirvelsjiktreaktor ble det innført 1,4 tonn hvirvelkatalysatorbærer (fremstilt ifølge eksempel 1), fluid-isert med kald luft med ca. 2 til 3 ganger fluidiserings-.hastigheten. Over et dusjhode ble det påsprøytet en ifølge eksempel 1 fremstilt oppløsning (ca. 950 liter) på hvirvelsjiktet i løpet av ca. 2 timer. Deretter ble fluidiseringen fortsatt med ca. 200°C varm luft inntil materialet ikke mer avga noen fuktighet. Etter avkjøling ble det dannet ca. 2000 kg med en gang anvendbar katalysator. Dette materiale kunne anvendes direkte i katalysereaktoren og etter oppvarm-ing til en starttemperatur påkjennes direkte med maksimal ytelse av driftsanlegget. En analyse av reaktormaterialet ga 6,5 vekt% vanadinpentoksyd og 6,7 vekt% kaliumoksyd. Selvsagt kan påføringen av impregneringsoppløsninger også foregå med andre vanlige fremgangsmåter.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av hvirvelsjiktkatalysatorer for oksydasjon av svoveldioksyd til svoveltrioksyd på basis av kiselsyrefyllstoffer og leirmineraler, karakterisert ved at bærematerialet som ikke inneholder mer enn 4% A12 03 , fortrinnsvis ikke mer enn 2% A1203 på basis av tørt bærematerial, impregneres med en svakt svovelsur oppløsning av vanadyloksysulfat, hvori vanadium foreligger i oksydasjonstrinn + IV og kaliumhydrogensulfat og herdningen av bærematerialet respektiv av den ferdige katalysator foregår ved temperaturer på ikke over 600°C, fortrinnsvis ved 200° til 400°C.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at konsentrasjonen av vanadium og kalium i den svovelsure oppløsning innstilles således at i den ferdige tørre katalysator foreligger et molforhold mellom kalium og vanadium på 3:1 til 2:1.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at bærematerialet impregneres med en svovelsur oppløsning ved et slikt vanadininnhold at vanadininnholdet av den tørre katalysator utgjør 4 til 9 vekt%, fortrinnsvis 5, 0 til 7,0 vekt%, beregnet som vanadinpentoksyd.
4. Fremgangsmåte ifølge et eller flere av kravene 1-3, karakterisert ved at det som vanadylsalter anvendes salter av fireverdig vanadin.
5. Fremgangsmåte ifølge et eller flere av kravene 1-4, karakterisert ved at til impreg-neringsoppløsningen settes så meget svovelsyre at denne er inneholdt i oppløsningen med 0,1 til 6 vekt%.
6. Fremgangsmåte ifølge et eller flere av kravene 1-5, karakterisert ved at impregneringen gjennomføres i hvirvelsjikt.
NO811890A 1980-06-19 1981-06-03 Katalysatormasse, fremgangsmaate til dens fremstilling og dens anvendelse for svovelsyrekatalysator-fremgangsmaaten i hvirvelsjikt NO811890L (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19803022894 DE3022894A1 (de) 1980-06-19 1980-06-19 Katalysatormasse, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung fuer das schwefelsaeurekontaktverfahren im fliessbett

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO811890L true NO811890L (no) 1981-12-21

Family

ID=6104938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO811890A NO811890L (no) 1980-06-19 1981-06-03 Katalysatormasse, fremgangsmaate til dens fremstilling og dens anvendelse for svovelsyrekatalysator-fremgangsmaaten i hvirvelsjikt

Country Status (11)

Country Link
EP (1) EP0042532A1 (no)
JP (1) JPS5727131A (no)
AU (1) AU7182881A (no)
BR (1) BR8103830A (no)
DE (1) DE3022894A1 (no)
DK (1) DK268281A (no)
ES (1) ES503154A0 (no)
FI (1) FI811904L (no)
NO (1) NO811890L (no)
PT (1) PT73160B (no)
ZA (1) ZA814119B (no)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB334268A (en) * 1929-06-01 1930-09-01 Ici Ltd Improvements in and relating to the production of catalytic material
GB756683A (en) * 1953-10-02 1956-09-05 Ici Ltd Improvements in and relating to the conversion of sulphur dioxide to sulphur trioxide
DE1926564C3 (de) * 1969-05-23 1974-02-07 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Perlförmiger Katalysator
GB1270224A (en) * 1970-03-19 1972-04-12 Inst Kataliza Sibirskogo Otdel Improvements relating to catalysts
US4184980A (en) * 1977-12-21 1980-01-22 Stauffer Chemical Company Sulfuric acid catalyst and process therefor

Also Published As

Publication number Publication date
FI811904L (fi) 1981-12-20
DE3022894A1 (de) 1981-12-24
PT73160B (en) 1982-07-16
ZA814119B (en) 1982-07-28
PT73160A (en) 1981-07-01
ES8203636A1 (es) 1982-04-16
JPS5727131A (en) 1982-02-13
ES503154A0 (es) 1982-04-16
EP0042532A1 (de) 1981-12-30
AU7182881A (en) 1981-12-24
DK268281A (da) 1981-12-20
BR8103830A (pt) 1982-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6956006B1 (en) Modified titanium dioxide and a method for its preparation
US3140249A (en) Catalytic cracking of hydrocarbons with a crystalline zeolite catalyst composite
US3867279A (en) Hydrocarbon cracking with catalytic phosphate-silica-aluminosilicate compositions of improved crushing strength
EP1216092B1 (en) Silicon-containing titanium dioxyde, method for preparing the same and catalytic compositions thereof
US6251823B1 (en) Production of spherical catalyst carrier
CN111804347B (zh) 一种Janus粒子的制备方法及其在环己烯水合过程中的应用
US4108971A (en) Method of manufacture of spherical alumina particles
US3846337A (en) Phosphate-silica-aluminosilicate compositions of improved crushing strength and methods of preparing the same
US3216953A (en) Method of making vanadium oxide-potassium oxide catalysts of selected porosity
CZ294735B6 (cs) Způsob přípravy kulovitých částic katalyzátoru obsahujících zeolit, částice katalyzátoru a jejich použití pro epoxidační reakce olefinických sloučenin
GB2085861A (en) Thermally-stabilised/aluminium- exchanged type Y zeolite
NO811890L (no) Katalysatormasse, fremgangsmaate til dens fremstilling og dens anvendelse for svovelsyrekatalysator-fremgangsmaaten i hvirvelsjikt
SU444353A1 (ru) Катализатор дл окислени 02 в 03
US3933991A (en) Sulfuric acid contact process
FI57061B (fi) Foerfarande foer framstaellning av flytbaeddkatalysatorer foer oxidering av svaveldioxid
KR910009570B1 (ko) 원소 유황의 제조 방법
JPS60197240A (ja) 炭化水素接触分解用触媒組成物の製造法
USRE29145E (en) Catalyst for sulfuric acid contact process
SU437264A1 (ru) Способ получени катализатора дл окислени сернистого ангидрида
EP0479354B1 (en) Nitrided silica
RU2176156C2 (ru) Катализатор для получения серы по процессу клауса и способ его приготовления
RU2035219C1 (ru) Катализатор для окисления о-ксилола во фталевый ангидрид и способ его приготовления
JPS6336291B2 (no)
SU1616688A1 (ru) Катализатор дл конверсии So @ в So @
KR100203199B1 (ko) 알루미노실리케이트 구형 담체의 제조방법