RU1803180C - Способ приготовлени катализатора дл окислени диоксида серы - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : к диатомиту добавл ют пемтоксид ванади , а смесь перемешивают . Отход переработки полиметаллических руд в виде смеси углекислых солей цези , рубиди , кали  и натри  в соотношении в пересчете на металл (0,6-0,65):(0,1- 0,15):(0,01-0,03):(0,002-0,01) смешивают с водой. Добавл ют серную кислоту. В полученную смесь добавл ют гидроксид кали  и перемешивают. Добавл ют серную кислоту . Смешивают полученную массу с шихтой диатомита и пентоксида ванади  в массовом соотношении (6-7,2):(3-5). Добавл ют поверхностно-активное вещество. Формуют в виде гранул цилиндрической формы. Сушат и прокаливают при 570-700°С в течение 3-5 ч. Характеристика катализатора: сте- пень окислени  при 420°С 60-62%, при 485°С 91,5-92,0%, механическа  прочность на раздавливание 2-3 МПа. 1 табл. СП

Description

Изобретение относитс  к производству катализаторов окислени  диоксида серы и может быть использовано в производстве серной кислоты при переработке газовых смесей с повышенным содержанием диоксида серы.

Цель изобретени  - получение катализатора с повышенной активностью и механической прочностью.

Указанна  цель достигаетс  описанным способом приготовлени  катализатора, заключающимс  в смешении носител -диатомита с пентоксидом ванади  и щелочными промотирующими компонентами, в качестве которых используют обработанный серной кислотой отход переработки

полиметаллических руд в виде смеси углекислых солей цези , рубиди , кали  и натри , вз тых в массовом соотношении в пересчете на металл:(0,6-0,65):(0,1- 0,15):(0,01-0,03):(0,002-0,01); в полученный отход добавл ют гидроксид кали  и серную кислоту и пентоксид ванади  и промотиру- ющую смесь смешивают в массовом соотношении : (3-5):(6-7,2), формуют, сушат и прокаливают гранулы в течение 3-5 ч при 570 -700°С.

Сущность изобретени  заключаетс  в том, что одной из частей активной составл ющей  вл етс  отход, содержащий углекислые соли цези , рубиди , кали  и натри  в соотношении соответственно (0,6000

о

со

00

о

0,65):(0,1-0,15):(0,01-0,03):(0,002-0,1). Эти соединени  с учетом их количественного содержани  благотворно вли ют на температуру плавлени  и в зкость расплава активного компонента, а также степень восстановленное™ ванади . Все эти показатели снижаютс , что повышает активность и особенно в области низких температур.

Одно из стадии получени  катализатора  вл етс  обработка шихты серной кислотой. При этом имеет место взаимодействие Сз2СОз, Rb2COs, КаСОз и NazCOs с HaSCU, выдел етс  С02, что способствует разрыхлению структуры, а вместе с этим гомогенизирует состав катализатора по активному компоненту, который четко фиксирован соотношением V20s /промотирующа  смесь.

Вторым важным фактором в описываемом способе  вл етс  температуры термообработки 570-700°С, котора  обеспечивает в сочетании с большим количеством низкотемпературных промотирующих добавок полный перевод активного компонента в плав, который равномерно распростран етс  и, застыва , образует большое количество единичных контактов повышенной прочности, что позвол ет превзойти и по этому показателю прототип.

Термообработка при указанных режимах обеспечивает стабильность фазового состава катализатора, что положительно сказываетс  на его активности.

Способ осуществл ют следующим образом . Сухой природной диатомит смешивают с порошком пентоксида ванади . Промотиру ющую смесь - отход переработки полиметаллических руд в виде смеси углекислых сол«й цези , рубиди , кали  и натри  при следующем соотношении компонентов и пересчете на металлы соответственно (0,6- 0,64):(0,1-0,15):(0,01-0,03):(0,002-0,01), увлажн ют и нейтрализуют серной кислотой, В полученную смесь добавл ют гидроксид кали  и серную кислоту из расчета получени  бисульфата кали , и постепенно всыпают шихту диатомита с пентоксидом ванади .

Пентоксид ванади  и промотирующую смесь берут в соотношении: (3-5):(6-7,2).

Контактную массу после введени  в нее пластифицирующей добавки тщательно перемешивают и формуют в виде частиц цилиндрической формы с диаметром 4-5 мм и длиной 10-15 мм. Затем контактную массу подсушивают при 100-120°С в течение 2-4 ч и прокаливают 3-5 ч при 570-700°С.

Полученный насто щим способом катализатор содержит в пересчете на оксиды, мас.%:

V20s6-10

К208-12

Na200,1-0,4 Cs20 5,0-6,2 Rb20 0,9-1,4 Носитель (диатомит) Остальное. Катализатор испытывают на активность в процессе окислени  диоксида серы на установке проточного типа по стандартной методике при объемной скорости газового потока 4000 и при содержании диоксида серы в исходной газовой смеси 7об.%, остальное - воздух.

Прочность гранул определ ют в статических услови х на раздавливание по образующей по стандартной методике. Изобретение иллюстрируетс  следующими примерами.

Пример 1. К 100 г диатомита с остаточной влажностью 1,0% добавл ют 6,0 г пентаксида ванади . Смесь тщательно перемешивают. 12,2 г промотирующей смеси , в качестве которой используют отход переработки полиметаллических руд, в виде смеси углекислых солей цези , рубиди , кали  и натри  при следующем соотношении компонентов в пересчете на металлы соответственно: 0,6; 0,1:0,01:0,002, смешивают с 37 мл воды и нейтрализуют 6,3 г H2S04 (.93%). В полученную смесь всыпают 16,5 г КОН, тщательно перемешивают и добавл - ют 21 г H2S04 (93%). Смешивают полученную массу с шихтой диатомита и пентоксида ванади , добавл ют 3,2 г пластификатора - поверхностно-активного вещества марки ОП-7,

Соотношение пентоксида ванади  к промотирующей смеси в контактной массе составл ет - 3:6. Тщательно перемешивают контактную массу и формуют в виде гранул цилиндрической формы диаметром 5 мм и длиной 10-15 мм.

Гранулы катализатора сушат при 100°С 4 ч и прокаливают при 570°С 3 ч.

Синтезированный катализатор содержит , мас.%:

V205-6,0QfcO 5,0 К20-8.0 Rb20 0,9 Na20 0,1 Носитель (диатомит) Остальное. Степень окислени  диоксида серы на данном катализаторе при вышеуказанных услови х составл ет

55

Прочность гранул на раздавливание 2 МПа.

Пример 2. К 100 г диатомита с остальной влажностью 1,0% добавл ют 9,0 г пентоксида ванади . Смесь тщательно перемешивают .

15 г промотирующей смеси, содержащей углекислые соли цези , рубиди , кали  и натри  при следующем соотношении компонентов , в пересчете на металлы, соответственно: 0,625:0,125:0,02:0,006 смешивают с 45 мл воды и нейтрализуют 7,5 г H2S04 (93%). В полученную смесь всыпают 20,5 г КОН, тщательно перемешивают и добавл ют 26,0 г H2S04 (93%).

Смешивают полученную массу с шихтой диатомита и пентоксида ванади , добавл ют 4,0 г пластификатора - поверхностно-ак- тивного вещества марки ОП-7. Соотношение пентоксида ванади  к промотирующей смеси в контактной массе составл ет 4:6,6. Тщательно перемешивают контактную массу и формуют в виде гранул цилиндрической формы диаметром 5 мм и длиной 10-15 мм.

Гранулы катализатора сушат при 110°С 3 ч и прокаливают при 635°С 4 ч.

Синтезированный катализатор содержит , мас.%;

V20s8,0 К20 10,0 C$20 5,6 Rb20 1,1 Na20 0,3 Носитель(диатомит) Остальное. Степень окислени  диоксида серы на данном катализаторе при различных температурных составл ет

Прочность гранул на раздавливание 3 МПа.

Пример 3. К100 г диатомита с остаточной влажностью 1,0% добавл ют 12,5 г пентоксида ванади . Смесь тщательно перемешивают.

18,2 г промотирующей смеси, содержащей углекислые соли цези , рубиди , кали  и натри  при следующем соотношении компонентов в пересчете на металлы, соответственно: 0,65:0,15:0,03:0,01 смешивают с 54 мл воды и нейтрализуют 9,0 г H2S04 (93%). В полученную смесь всыпают 24,6 г КОН, тщательно перемешивают и добавл ют 31,2 rH2S04(93%).

Смешивают полученную массу с шихтой диатомита и пентоксида ванади , добавл ют 4,0 г пластификатора - поверхностно-активного вещества марки ОП-7. Соотношение пентоксида ванади  к промотирующей смеси и в контактной массе составл ет 5:7,2.

Тщательно перемешивают контактную массу и формуют в виде гранул цилиндрической формы диаметром 5 мм и длиной 10-15 мм.

Гранулы катализатора сушат при 120°С 2 ч и прокаливают при 700°С 5 ч.

Синтезированный катализатор содержит , мас.%:

V20510,0

- К2012,0 CS20 6,2 Rb20 1,4 Na20 0,4 Носитель (диатомит) Остальное. Степень окислени  диоксида серы на данном катализаторе при различных температурах составл ет

25

30

5

0

5

0

5

Прочность гранул катализатора на раздавливание 2,5 МПа.

В таблице представлены параметры синтеза и характеристики химического состава , активности и механической прочности катализатора.

Как видно из представленных данных, катализатор, полученный насто щим способом , имеет высокую активность. Так, максимальна  степень окислени  диоксида серы на данном катализаторе превосходит известный на 2,3% при 420°С и на 1,5% - при 485°С, а по прочностным характеристикам -на 1 МПа.

Изменение соотношени  цези , рубиди , кали  и натри  в промоторе и пентоксида ванади  к промотирующей смеси приводит к снижению активности катализатора из-за повышени  температуры плавлени  активного компонента.

Изменение режима термообработки также снижает активность м прочность из- за нарушени  оптимальной пористости.

Осуществление процесса с использованием указанных параметров позвол ет получить прочный высокоактивный катализатор в широком интервале температур .

Создание катализатора с использованием в качестве сырь  отходов произведетва целесообразно и чрезвычайно важно с точки зрени  проблем экологии.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ приготовлени  катализатора дл  окислени  диоксида серы путем смешени  носител -диатомита с пентоксидом ванади  и щелочными промотирующими компонентами - соединени ми кали , натри , цези  и рубиди  с последующими формованием , сушкой и прокаливанием, отличающийс  тем, что, с целью получени  катализатора с повышенной активностью и механической прочностью, в качестве ще0

   лочных промотирующих компонентов используют отход переработки полиметаллических руд в виде смеси углекислых солей цези , рубиди , кали  и натри  в массовом соотношении, в пересчете на металл, цезий: рубидий: калий: натрий (0,6-0,65):(0,1- 0,15):(0,01-0,03):(0,002-0,01), обработанный серной кислотой, в полученный отход добавл ют гидроксид кали  и серную кислоту , пентоксид ванади  смешивают с промотирующими компонентами в массовом соотношении (3-5):(6-7,2) и прокаливание осуществл ют при 570-700°М в течение 3-5 ч.

   Параметры синтеза и характеристики химического состава, актианости и механической прочности катализаторов

   4р V