RU2039006C1 - Method of nitrogen monoxide producing, catalyst for nitrogen monoxide producing and a method of catalyst preparing for nitrogen monoxide producing - Google Patents
Method of nitrogen monoxide producing, catalyst for nitrogen monoxide producing and a method of catalyst preparing for nitrogen monoxide producing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2039006C1 RU2039006C1 SU4825077A RU2039006C1 RU 2039006 C1 RU2039006 C1 RU 2039006C1 SU 4825077 A SU4825077 A SU 4825077A RU 2039006 C1 RU2039006 C1 RU 2039006C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- platinum
- catalyst
- nitrogen monoxide
- sulfide
- nitric acid
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к каталитическому получению монооксида азота с высокой селективностью и может быть использовано в электронной промышленности, а также найти применение для переработки побочно образующихся в производстве гидроксиламинсульфата и азотной кислоты, разбавленных водных растворов азотной кислоты. The invention relates to the catalytic production of nitric monoxide with high selectivity and can be used in the electronics industry, as well as to find application for the processing of dilute aqueous solutions of nitric acid, which are incidentally formed in the production of hydroxylamine sulfate and nitric acid.
Наиболее близким к заявляемому по достигаемому результату является способ получения монооксида азота каталитическим восстановлением аммиаком перегретых до температуры 250-270оС паров азотной кислоты с концентрацией 35-80 мас. на платиновом катализаторе [1]
Однако этот способ не обеспечивает достаточно высокого выхода монооксида азота, а полученный монооксид азота загрязнен другими азотсодержащими примесями.The closest to the claimed one of the attainable result is a method for catalytic reduction of nitrogen monoxide with ammonia superheated to a temperature of 250-270 ° C nitric acid vapor with a concentration of 35-80 wt. on a platinum catalyst [1]
However, this method does not provide a sufficiently high yield of nitrogen monoxide, and the resulting nitrogen monoxide is contaminated with other nitrogen-containing impurities.
Наиболее близким к заявляемому способу получения катализатора по технической сущности является способ получения платинового катализатора в виде платины, нанесенной на графит и модифицированной серой для каталитического восстановления водородом кислородных соединений азота до гидроксиламина, согласно которому Pt (IV) в водном растворе переводят слабым восстановлением в Pt (II), а затем более сильным восстановителем Pt (II) в Pt(0) с одновременным нанесением на электродный графит, причем активность и селективность катализатору задают вводом серосодержащих соединений в количестве до 25 ат. по отношению к платине [2]
Достоинством этого способа является невысокая стоимость, обусловленная использованием в качестве сырья платины в количестве, не превышающем 0,5 мас. Кроме того, способ обеспечивает получение катализатора со стабильными активностью и селективностью.Closest to the claimed method for producing a catalyst, the technical essence is a method for producing a platinum catalyst in the form of platinum supported on graphite and modified with sulfur for catalytic hydrogen reduction of oxygen nitrogen compounds to hydroxylamine, according to which Pt (IV) in aqueous solution is converted by weak reduction into Pt ( II), and then with a stronger reducing agent Pt (II) in Pt (0) with simultaneous deposition on electrode graphite, moreover, the activity and selectivity of the catalyst are set by introducing osoderzhaschih compounds in an amount of up to 25 at. in relation to platinum [2]
The advantage of this method is its low cost, due to the use of platinum as a raw material in an amount not exceeding 0.5 wt. In addition, the method provides a catalyst with stable activity and selectivity.
Недостатком известного способа приготовления катализатора является низкая активность полученного катализатора и реакции гидрирования азотной кислоты до монооксида азота и значительное загрязнение продукта азотсодержащими примесями, т. к. образующийся монооксид азота гидрируется на этом катализаторе далее до гидроксиламина, аммиака и оксида диазата. A disadvantage of the known method of preparation of the catalyst is the low activity of the obtained catalyst and the reaction of hydrogenation of nitric acid to nitrogen monoxide and significant contamination of the product with nitrogen-containing impurities, since the resulting nitrogen monoxide is hydrogenated on this catalyst further to hydroxylamine, ammonia and diazate oxide.
Цель изобретения повышение выхода монооксида азота, снижение содержания в нем азотсодержащих примесей и получение катализатора с повышенной активностью. The purpose of the invention is to increase the yield of nitrogen monoxide, to reduce the content of nitrogen-containing impurities in it, and to obtain a catalyst with increased activity.
Поставленная цель достигается тем, что монооксид азота получают путем восстановления 0,3-15 мас.-ной азотной кислоты водородом на катализаторе, содержащем платину, сульфид платины (II) и оксид Pt (IV) на носителе-графите, при следующем соотношении компонентов, мас. Платина 0,252-0,320 Сульфид платины (II) 0,125-0,188 Оксид платины (IV) 0,050-0,070 Носитель Остальное
Способ получения NO осуществляют как в периодическом, так и в непрерывном режиме. При концентрации азотной кислоты ниже 0,3 мас. процесс ее восстановления прекращается и катализатор требует активации термообработкой. При концентрации азотной кислоты выше 15% процесс восстановления протекает, но часть платины переходит в раствор с поверхности катализатора.This goal is achieved by the fact that nitrogen monoxide is obtained by reducing 0.3-15 wt.% Nitric acid with hydrogen on a catalyst containing platinum, platinum (II) sulfide and Pt (IV) oxide on a graphite carrier, in the following ratio of components, wt. Platinum 0.252-0.320 Platinum (II) sulfide 0.125-0.188 Platinum (IV) oxide 0.050-0.070 Carrier Other
The method of producing NO is carried out both in batch and continuous mode. When the concentration of nitric acid is below 0.3 wt. the process of its reduction is terminated and the catalyst requires activation by heat treatment. At a concentration of nitric acid above 15%, the reduction process proceeds, but part of the platinum passes into the solution from the surface of the catalyst.
Катализатор готовят путем пропитки носителя-графита раствором платинохлористоводородной кислоты, последующего восстановления в кислом водном растворе платины (IV) в платину и перевода платины в сульфидную форму при обработке серосодержащим соединением.Полученный твердый катализаторный продукт отфильтровывают и промывают водой. Затем продукт дополнительно обрабатывают 1-15 мас.-ной азотной кислотой при температуре 60-90оС в течение 0,5-2 ч.The catalyst is prepared by impregnating the graphite support with a solution of platinum chloride, followed by reduction in platinum (IV) in an acidic aqueous solution to platinum and converting platinum to sulfide form when treated with a sulfur-containing compound. The resulting solid catalyst product is filtered off and washed with water. Then the product is additionally treated with 1-15 wt.-Nitric acid at a temperature of 60-90 about C for 0.5-2 hours
П р и м е р 1. 10,6 г Платинохлористоводородной кислоты с содержанием платины (IV) 37,6 мас. растворяют в 17,5 мл дистиллированной воды. В реактор с мешалкой наливают 60 мл дистиллированной воды, при перемешивании присыпают 800 г сухого носителя (порошкообразного электродного графита). Нагревают суспензию в реакторе до 85-90оС. Затем в реактор добавляют приготовленный раствор платинохлористоводородной кислоты, приливают 80,5 мл водного 35 мас. -ного раствора HCl и 19 мл водного (60 мас.-ного) раствор азотной кислоты и добавляют 500 мл дистиллированной воды. Температуру в реакторе поддерживают на уровне 85-90оС. Образовавшуюся смесь нейтрализуют добавлением, не допуская сильного вспенивания, 55 г Na2CO3. Скорость добавления 2 г в мин. Значение рН раствора при этом достигает 2. Затем добавлением 5 г Na2CO3 доводят рН раствора до 3,2-3,5,после чего добавляют 40 г ацетата натрия до достижения рН 5,5. В полученном буферном растворе восстанавливают платину (IV) в Pt (II) дитионитом натрия, который вводят в виде водного раствора, содержащего 1,2 г дитионита натрия, 17,5 мл воды и 0,1 г Na2CO3 (последний компонент необходим для стабилизации раствора). Скорость подачи раствора 0,5 мл в мин. Перевод Pt (IV) в Pt (II) протекает по реакции:
3PtCl4+ Na2S2O4+ H2O _→ 3PtCl2+ Na2SO4+ 6HCl + H2SO4
(1) Полноту перевода Pt (IV) в Pt (II) контролируют качественной реакцией с иодидом калия. Для придания определенных характеристик катализатору (активность и селективность) дополнительно вводят дитионит натрия, связывая часть платины (до 25 ат.) в сульфид платины:
3PtCl2+ 4Na2S2O4+ 4H2O _→ 3Pt + 4Na2SO4+ 6HCl + H2SO4
(2) Затем в реактор добавляют 60 мл в мас.-ной муравьиной кислоты и в течение 5-6 ч восстанавливают Pt (II) в Pt (0) по реакции:
PtCl2+ HCOOH _→ Pt + 2HCl + CO2
(3) Платина и сульфид платины осаждаются на носитель. Суспензию охлаждают, и твердый катализатор отфильтровывают. Затем промывают на фильтре водой до нейтральной реакции промывной воды. После этого катализатор дополнительно модифицируют кислородом, подвергнув его термообработке при 80оС в течение 1 ч в 3 мас.-ном водном растворе азотной кислоты. Состав катализатора до и после термообработки приведен в табл. 1. Там же показаны данные для других конкретных примеров получения катализатора по изобретению при других условиях термообработки и по прототипу.PRI me
3PtCl 4 + Na 2 S 2 O 4 + H 2 O _ → 3PtCl 2 + Na 2 SO 4 + 6HCl + H 2 SO 4
(1) The completeness of the conversion of Pt (IV) to Pt (II) is controlled by a qualitative reaction with potassium iodide. To give certain characteristics to the catalyst (activity and selectivity), sodium dithionite is additionally introduced, linking part of platinum (up to 25 at.) To platinum sulfide:
3PtCl 2 + 4Na 2 S 2 O 4 + 4H 2 O _ → 3Pt + 4Na 2 SO 4 + 6HCl + H 2 SO 4
(2) Then, 60 ml in wt% formic acid are added to the reactor and Pt (II) in Pt (0) is reduced within 5-6 hours by the reaction:
PtCl 2 + HCOOH _ → Pt + 2HCl + CO 2
(3) Platinum and platinum sulfide are deposited on a support. The suspension is cooled and the solid catalyst is filtered off. Then washed on the filter with water until neutral wash water. The catalyst is further modified by oxygen, subjecting it to a heat treatment at 80 ° C for 1 h in 3-prefecture mas. aqueous solution of nitric acid. The composition of the catalyst before and after heat treatment is given in table. 1. It also shows data for other specific examples of the preparation of the catalyst according to the invention under other heat treatment conditions and according to the prototype.
Монооксид азота получают при температуре 90оС в лабораторном реакторе объемом 500 мл, снабженном мешалкой. В реактор загружают 10 г платинового катализатора и 250 мл 0,3-15 мас.-ного водного раствора азотной кислоты. Концентрацию азотной кислоты в реакторе поддерживают постоянной добавлением порции свежей кислоты по мере ее срабатывания. В нижнюю часть реактора подают 6,6 ндм3/ч электролитического водорода. Из верхней части реактора выводят газовую фазу, содержащую монооксид азота, оксид диазота и водород. Выход монооксида азота в пересчете на израсходованную азотную кислоту составляет 99,1% Состав газовой фазы показан в табл.2, в которой также приведены данные для других конкретных примеров осуществления способа получения NO по изобретению.Nitrogen monoxide is obtained at 90 ° C in a laboratory reactor of 500 ml equipped with a stirrer. 10 g of a platinum catalyst and 250 ml of a 0.3-15 wt% aqueous solution of nitric acid are charged into the reactor. The concentration of nitric acid in the reactor is maintained by the constant addition of a portion of fresh acid as it is activated. In the lower part of the reactor serves 6.6 nm 3 / h of electrolytic hydrogen. From the upper part of the reactor, a gas phase containing nitrogen monoxide, diazot oxide and hydrogen is removed. The yield of nitrogen monoxide in terms of the spent nitric acid is 99.1%. The composition of the gas phase is shown in Table 2, which also shows data for other specific examples of the implementation of the method for producing NO according to the invention.
Как видно из данных табл. 1 и 2, в процессе термообработки в интервале концентраций азотной кислоты 1-15 мас. не обнаружено существенного влияния концентрации азотной кислоты (при прочих равных условиях) на свойства получаемого катализатора. Концентрация азотной кислоты ниже 0,8 мс. не достаточная для получения активного катализатора, так как он в этих условиях не модифицируется в достаточной степени кислородом. As can be seen from the data table. 1 and 2, during the heat treatment in the range of nitric acid concentrations of 1-15 wt. not found a significant effect of the concentration of nitric acid (ceteris paribus) on the properties of the resulting catalyst. The nitric acid concentration is below 0.8 ms. not sufficient to obtain an active catalyst, since under these conditions it is not modified sufficiently by oxygen.
Термообработка азотной кислотой с концентрацией 0,8-1,0 мас. приводит к получению работоспособного катализатора, но для этого необходимо более длительное время и температура, кроме того, активность такого катализатора ниже, чем при обработке в интервале 1-15 мас.-ной азотной кислоты. Heat treatment with nitric acid with a concentration of 0.8-1.0 wt. leads to a workable catalyst, but this requires a longer time and temperature, in addition, the activity of such a catalyst is lower than when processed in the range of 1-15 wt.% nitric acid.
При концентрации азотной кислоты выше 15 мас. становится ощутимым растворение платины, что приводит к ее потерям и изменению состава и свойств катализатора. When the concentration of nitric acid is above 15 wt. the dissolution of platinum becomes noticeable, which leads to its loss and a change in the composition and properties of the catalyst.
Условия термообработки, соответствующие 0,4 ч даже при 80оС, или 1 ч при 50оС, является недостаточными для модификации катализатора кислородом. Содержание оксида платины (IV) в этих образцах находится на уровне прототипа (0,02-0,025 мас.), который не подвергали термообработке.Heat treatment condition corresponding to 0.4 hours, even at 80 ° C or 1
Эти образцы, также как и катализатор по прототипу, не проявляет активности в реакции восстановления азотной кислоты до монооксида азота. Времени термообработки 0,5 ч и температуры 60оС уже достаточно для получения активного образца катализатора. Содержание оксида платины (IV) повышается при этом до 0,055 мас. Увеличение времени термообработки выше 1 ч нецелесообразно, т. к. не сказывается на свойствах катализатора. Повышением температуры можно сократить время термообработки, но на свойствах катализатора это практически не сказывается, а около 100оС достигается температура кипения водного раствора.These samples, as well as the catalyst of the prototype, do not show activity in the reaction of reduction of nitric acid to nitrogen monoxide. Heat treatment time of 0.5 hours and a temperature of 60 ° C is sufficient for obtaining an active catalyst sample. The content of platinum (IV) oxide is increased to 0.055 wt. An increase in the heat treatment time above 1 h is impractical since it does not affect the properties of the catalyst. Raising the temperature of heat treatment time can be reduced, but the properties of the catalyst it has practically no effect, and about 100 ° C is reached the boiling point of the aqueous solution.
Данное изобретение позволяет приготовить более активный, чем в прототипе, катализатор для получения монооксида азота. Выход NO составляет 99,1-99,8% против 94,1% по прототипу. Содержание азотсодержащих примесей в готовом продукте в 3-10 раз меньше, чем в прототипе. Кроме того, изобретение позволяет использовать разбавленные растворы азотной кислоты, которые являются отходами химической промышленности. This invention allows to prepare a more active than in the prototype, a catalyst for producing nitrogen monoxide. The output of NO is 99.1-99.8% against 94.1% of the prototype. The content of nitrogen-containing impurities in the finished product is 3-10 times less than in the prototype. In addition, the invention allows the use of dilute solutions of nitric acid, which are wastes of the chemical industry.
Claims (1)
Сульфид платины (II) 0,125 0,188
Оксид платины (IV) 0,055 0,070
Носитель Остальное
2. Катализатор для получения монооксида азота, содержащий платину, сульфид платины (II) и оксид платины (IV) на носителе графите, отличающийся тем, что, с целью повышения активности катализатора, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.Platinum 0.252 0.320
Platinum (II) sulfide 0.125 0.188
Platinum (IV) oxide 0.055 0.070
Media Else
2. A catalyst for producing nitrogen monoxide containing platinum, platinum (II) sulfide and platinum (IV) oxide on a graphite carrier, characterized in that, in order to increase the activity of the catalyst, it contains components in the following ratio, wt.
Сульфид платины (II) 0,125 0,188
Оксид платины (IV) 0,055 0,070
Носитель Остальное
3. Способ приготовления катализатора для получения монооксида азота путем пропитки носителя графита раствором платинохлористоводородной кислоты с последующим восстановлением в кислом водном растворе платины (IV) в платину и переводом платины в сульфидную форму путем обработки серосодержащим соединением с последующим фильтрованием и промывкой твердого катализаторного продукта, отличающийся тем, что, с целью получения катализатора с повышенной активностью, катализаторный продукт дополнительно обрабатывают 1 15 мас.-ным раствором азотной кислоты при 60 90oС в течение 0,5 2 ч и процесс ведут при следующем соотношении компонентов, катализатора, мас.Platinum 0.252 0.320
Platinum (II) sulfide 0.125 0.188
Platinum (IV) oxide 0.055 0.070
Media Else
3. A method of preparing a catalyst for producing nitrogen monoxide by impregnating a graphite support with a solution of platinum chloride, followed by reduction in platinum (IV) in an acidic aqueous solution into platinum and converting platinum into a sulfide form by treatment with a sulfur-containing compound, followed by filtration and washing of the solid catalyst product, characterized in that, in order to obtain a catalyst with increased activity, the catalyst product is additionally treated with 1 to 15 wt.% solution of nitrogen acid 60 minutes at 90 o C for 0.5 2 hours and the process is carried out at the following component ratio, catalyst wt.
Сульфид платины (II) 0,125 0,188
Оксид платины (IV) 0,055 0,070
Носитель ОстальноеPlatinum 0.252 0.320
Platinum (II) sulfide 0.125 0.188
Platinum (IV) oxide 0.055 0.070
Media Else
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4825077 RU2039006C1 (en) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | Method of nitrogen monoxide producing, catalyst for nitrogen monoxide producing and a method of catalyst preparing for nitrogen monoxide producing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4825077 RU2039006C1 (en) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | Method of nitrogen monoxide producing, catalyst for nitrogen monoxide producing and a method of catalyst preparing for nitrogen monoxide producing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2039006C1 true RU2039006C1 (en) | 1995-07-09 |
Family
ID=21514112
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4825077 RU2039006C1 (en) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | Method of nitrogen monoxide producing, catalyst for nitrogen monoxide producing and a method of catalyst preparing for nitrogen monoxide producing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2039006C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19812508A1 (en) * | 1998-03-21 | 1999-09-23 | Domo Caproleuna Gmbh | Process for the preparation of hydroxylammonium sulfate |
DE19842538A1 (en) * | 1998-03-21 | 2000-03-30 | Domo Caproleuna Gmbh | Production of hydroxyl ammonium sulfate using a multi-stage purification and separation process |
EP0945179A3 (en) * | 1998-03-21 | 2000-04-26 | Domo Caproleuna GmbH | Platinum-containing catalyst for the production of nitrogen monoxide and process for its preparation |
-
1990
- 1990-05-15 RU SU4825077 patent/RU2039006C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Заявка ФРГ N 2200343, кл. 12 i 21/26, 1972. * |
2.Патент ФРГ N 1088037, кл. 12 i 21/14, 1961. * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19812508A1 (en) * | 1998-03-21 | 1999-09-23 | Domo Caproleuna Gmbh | Process for the preparation of hydroxylammonium sulfate |
EP0945401A3 (en) * | 1998-03-21 | 2000-02-23 | Domo Caproleuna GmbH | Process for the preparation of hydroxylammonium sulfate |
DE19842538A1 (en) * | 1998-03-21 | 2000-03-30 | Domo Caproleuna Gmbh | Production of hydroxyl ammonium sulfate using a multi-stage purification and separation process |
EP0945179A3 (en) * | 1998-03-21 | 2000-04-26 | Domo Caproleuna GmbH | Platinum-containing catalyst for the production of nitrogen monoxide and process for its preparation |
DE19812508C2 (en) * | 1998-03-21 | 2000-04-27 | Domo Caproleuna Gmbh | Process for the preparation of hydroxylammonium sulfate |
DE19842538C2 (en) * | 1998-03-21 | 2000-07-13 | Domo Caproleuna Gmbh | Process for the preparation of hydroxylammonium sulfate |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2419814C (en) | Process for the production of hydrogen peroxide | |
EP0162035B1 (en) | Process for the selective production of secondary and primary amines | |
AU635064B2 (en) | A device and a method for removing nitrogen compounds from a liquid | |
US3778387A (en) | Activated carbon with antioxidant properties and a method of preparing the same | |
CN113275034A (en) | Hierarchical pore molecular sieve catalyst for eliminating VOCs and preparation method thereof | |
RU2039006C1 (en) | Method of nitrogen monoxide producing, catalyst for nitrogen monoxide producing and a method of catalyst preparing for nitrogen monoxide producing | |
CN115490232A (en) | Nitrogen-sulfur co-doped or sulfur-doped porous carbon material and preparation method and application thereof | |
CZ45096A3 (en) | Regeneration process of support catalyst | |
CA2105568A1 (en) | Direct synthesis of hydrogen peroxide by heterogenous catalysis, catalyst for said synthetis, and method of preparation of said catalyst | |
CA1043762A (en) | Process for preparing platinum metal catalysts | |
EP0537836B1 (en) | Direct synthesis of hydrogen peroxide by heterogeneous catalysis. | |
JPS6334228B2 (en) | ||
US3966635A (en) | Process for reactivating platinum catalysts used in production of hydroxylammonium salts | |
JPH05238703A (en) | Manufacture of hydrogen preoxide | |
US1819354A (en) | Material preparation | |
GB2033776A (en) | Catalyst for the production of ammonia | |
CN109369459A (en) | Thiourea-uv Method produces N, the method for N '-di-t-butyl carbodiimide | |
RU2760272C1 (en) | Method for obtaining modified activated carbon | |
KR20010041538A (en) | Method for producing hydroxylammonium salts | |
CN109987586B (en) | Method for adsorbing hydrogen peroxide generated by photolysis of water system | |
KR102717345B1 (en) | Method of preparing catalyst for synthesis of hydrogen peroxide, and Method of preparing hydrogen oxide using the catalyst | |
RU2729268C1 (en) | Method of producing modified active coal | |
US4469803A (en) | Regeneration process for poisoned Claus alumina catalyst, including NaOH activation | |
CN110407224B (en) | Modified vanadium-silicon molecular sieve, preparation method and application thereof, and thioether oxidation method | |
RU2142336C1 (en) | Method of preparing metal-containing carbon sorbent |