RU2161533C1 - Catalyst for removing oxygen and nitrogen dioxide from nitrose gases and method of preparation thereof - Google Patents

Catalyst for removing oxygen and nitrogen dioxide from nitrose gases and method of preparation thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2161533C1
RU2161533C1 RU2000110020/04A RU2000110020A RU2161533C1 RU 2161533 C1 RU2161533 C1 RU 2161533C1 RU 2000110020/04 A RU2000110020/04 A RU 2000110020/04A RU 2000110020 A RU2000110020 A RU 2000110020A RU 2161533 C1 RU2161533 C1 RU 2161533C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
oxide
amount
compound
hydrated
Prior art date
Application number
RU2000110020/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
О.А. Качкина
Т.В. Борисова
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Катализатор"
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 Открытое акционерное общество "Катализатор" filed Critical Открытое акционерное общество "Катализатор"
Priority to RU2000110020/04A priority Critical patent/RU2161533C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2161533C1 publication Critical patent/RU2161533C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Catalysts (AREA)

Abstract

FIELD: gas treatment. SUBSTANCE: in particular, invention relates to cleaning nitrose gases in hydroxylamine sulfate production. Catalyst on alumina-based carrier containing, wt %: iron oxide 10-30, manganese dioxide 4-7, cobalt(II,III) oxide 2-10, and silver oxide 3.5-10 additionally contains 0.01 to 2% (on conversion to oxide) of one element from following group: Na, K, Fe, Si, Ba, Ca, Mg. EFFECT: increased strength, activity, and selectivity of catalyst. 9 cl, 1 tbl, 10 ex

Description

Настоящее изобретение относится к катализатору и способу его приготовления для селективной очистки газовых смесей, содержащих оксид азота, от кислорода и двуокиси азота. В частности, изобретение касается очистки нитрозных газов в производстве гидроксиламинсульфата. The present invention relates to a catalyst and a method for its preparation for the selective purification of gas mixtures containing nitric oxide from oxygen and nitrogen dioxide. In particular, the invention relates to the purification of nitrous gases in the production of hydroxylamine sulfate.

В основе получения концентрированного оксида азота лежит каталитическое связывание водородом содержащихся в нитрозных газах кислорода и диоксида азота. The production of concentrated nitric oxide is based on the catalytic binding of oxygen and nitrogen dioxide contained in nitrous gases to hydrogen.

Известны однокомпонентные катализаторы на носителях для этого процесса, такие как 0,1% Mn/Al2O3, 5% Mn/SiOz (Tylus Wlodzimier, Zabrzesk. "Получение чистого оксида азота в результате каталитического удаления кислорода из нитрозных газов" // Przem. chem/-1989. -68, N 9, -с. 403-404. -Пол.).One-component supported catalysts for this process are known, such as 0.1% Mn / Al 2 O 3 , 5% Mn / SiOz (Tylus Wlodzimier, Zabrzesk. "Preparation of pure nitric oxide by catalytic removal of oxygen from nitrous gases" // Przem chem / -1989. -68, N 9, -s. 403-404. -Pol.).

Недостатком этих катализаторов является их относительно низкая селективность и прочность. The disadvantage of these catalysts is their relatively low selectivity and strength.

Известен катализатор для очистки нитрозных газов, содержащий платину или палладий на оксиде алюминия, который получают пропиткой оксида алюминия водным раствором соли палладия или платины (Ч. Томас. Промышленные каталитические процессы и эффективные катализаторы", изд. Мир, М, 1973, с. 187-188). A known catalyst for the purification of nitrous gases, containing platinum or palladium on alumina, which is obtained by impregnating alumina with an aqueous solution of palladium or platinum salt (C. Thomas. Industrial Catalytic Processes and Effective Catalysts, ed. Mir, M, 1973, p. 187 -188).

Недостатком катализатора является недостаточная селективность и низкая прочность. The disadvantage of the catalyst is the lack of selectivity and low strength.

Известен катализатор для очистки нитрозных газов от кислорода и диоксида азота (патент ФРГ N 1542628, МПК B 01 J 23/84, 1972), содержащий оксид серебра и диоксид марганца на носителе - оксиде алюминия, при следующем содержании компонентов (мас. %): оксид серебра - 4, диоксид марганца - 5-30, γ-Al2O3 - остальное. Способ приготовления катализатора включает два варианта.A known catalyst for the purification of nitrous gases from oxygen and nitrogen dioxide (German patent N 1542628, IPC B 01 J 23/84, 1972), containing silver oxide and manganese dioxide on a carrier - aluminum oxide, with the following components (wt.%): silver oxide - 4, manganese dioxide - 5-30, γ-Al 2 O 3 - the rest. The method of preparation of the catalyst includes two options.

По первому варианту катализатор готовят пропиткой отформованного или порошкообразного носителя (γ-Al2O3) водными растворами азотнокислых солей серебра и марганца с последующей сушкой и прокаливанием при 500-550oC.According to the first embodiment, the catalyst is prepared by impregnation of a molded or powdery carrier (γ-Al 2 O 3 ) with aqueous solutions of nitrate salts of silver and manganese, followed by drying and calcination at 500-550 o C.

По второму варианту тонко измельченный носитель смешивают с оксидами или солями серебра и марганца с последующим формованием и прокаливанием при 500-550oC.In the second embodiment, finely ground carrier is mixed with oxides or salts of silver and manganese, followed by molding and calcination at 500-550 o C.

Основным недостатком катализатора следует считать довольно низкую активность катализатора при температурах ниже 500oC и близких к стехиометрии количествах водорода (или другого восстановителя). Так, степень очистки от кислорода и диоксида азота при температурах 492-510oC составляет лишь 84-89% на катализаторе состава 10% MnO2, 4% Ag2O, остальное - γ-Al2O3 при 95-100% водорода от стехиометрического количества. Степень очистки от кислорода и диоксида азота 95-98% достигается только при 550oC и выше, при содержании в катализаторе диоксида марганца - 30% и количестве газа-восстановителя, на 5-10% превышающем стехиометрическое, при степени превращения NO - 7%.The main disadvantage of the catalyst should be considered a fairly low activity of the catalyst at temperatures below 500 o C and close to stoichiometric amounts of hydrogen (or another reducing agent). Thus, the degree of purification from oxygen and nitrogen dioxide at temperatures of 492-510 o C is only 84-89% on a catalyst composition of 10% MnO 2 , 4% Ag 2 O, the rest is γ-Al 2 O 3 at 95-100% hydrogen from stoichiometric amount. The degree of purification from oxygen and nitrogen dioxide of 95-98% is achieved only at 550 o C and higher, when the content of manganese dioxide in the catalyst is 30% and the amount of reducing gas is 5-10% higher than the stoichiometric, with the degree of conversion of NO - 7% .

Известен катализатор для денитризации отходящих газов (патент США N 5049364, МПК B 01 J 8/00, 1991). Катализатор содержит: а) оксиды щелочных и щелочноземельных металлов; б) по крайней мере, один из оксидов: Co3O4, Cu2O, Cr2O3, Mn2O3, NiO, PbO, Bi2O3, MoO2; Al2O3, SiO2, ZrO2, Fe2O3 и т.д.; в) один из металлов или оксидов металла: Ru, Rh, Pd, Ag, Pt, Au.A known catalyst for denitrification of exhaust gases (US patent N 5049364, IPC B 01 J 8/00, 1991). The catalyst contains: a) oxides of alkali and alkaline earth metals; b) at least one of the oxides: Co 3 O 4 , Cu 2 O, Cr 2 O 3 , Mn 2 O 3 , NiO, PbO, Bi 2 O 3 , MoO 2 ; Al 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 , Fe 2 O 3 , etc .; c) one of the metals or metal oxides: Ru, Rh, Pd, Ag, Pt, Au.

Недостатком катализатора является невысокая прочность и низкая активность катализатора при очистке оксида азота от кислорода и диоксида азота. The disadvantage of the catalyst is the low strength and low activity of the catalyst in the purification of nitric oxide from oxygen and nitrogen dioxide.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является катализатор и способ, заявленный в патенте (патент РФ N 892763, МПК B 01 J 23/84, 1999), и катализатор имеет следующий состав, мас.%:
оксид железа - 10-30
диоксид марганца - 4-7
оксид кобальта (II, III) - 2-10
оксид серебра - 3,5-10
γ-оксид алюминия - остальное
Катализатор получают смешением соединений оксида железа, диоксида марганца и оксида кобальта (II, III) с переосажденным гидроксидом алюминия или его смесью с техническим гидроксидом алюминия при весовом соотношении от 1:4 до 4: 1 с последующим формованием, сушкой и прокаливанием при температуре 500-550oC с последующей пропиткой азотнокислым серебром, сушкой и прокаливанием или соль серебра вносят при смешении всех активных компонентов с последующим формованием, сушкой, прокаливанием.
The closest technical solution to the claimed is the catalyst and the method claimed in the patent (RF patent N 892763, IPC B 01 J 23/84, 1999), and the catalyst has the following composition, wt.%:
iron oxide - 10-30
manganese dioxide - 4-7
cobalt oxide (II, III) - 2-10
silver oxide - 3.5-10
γ-alumina - the rest
The catalyst is obtained by mixing compounds of iron oxide, manganese dioxide and cobalt (II, III) oxide with reprecipitated aluminum hydroxide or its mixture with technical aluminum hydroxide at a weight ratio of 1: 4 to 4: 1, followed by molding, drying and calcination at a temperature of 500- 550 o C followed by impregnation with silver nitrate, drying and calcination or a silver salt is made by mixing all the active components, followed by molding, drying, calcination.

Недостатком катализатора является недостаточно высокая прочность катализатора, что приводит к изменению его пористой структуры, уменьшению удельной поверхности, при этом происходит спекание серебра с укрупнением частиц, что вызывает падение активности катализатора. The disadvantage of the catalyst is the insufficiently high strength of the catalyst, which leads to a change in its porous structure, a decrease in the specific surface, and sintering of silver occurs with particle coarsening, which causes a decrease in the activity of the catalyst.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является разработка катализатора, обладающего повышенной прочностью, высокой активностью и селективностью и способа его получения. The problem solved by the invention is the development of a catalyst having increased strength, high activity and selectivity and a method for its preparation.

Поставленная задача решается на катализаторе для очистки нитрозных газов от кислорода и диоксида азота, который содержит (мас.%): оксид железа - 10-30, диоксид марганца - 4-7, оксид кобальта (II, III) - 2-10, оксид серебра - 3,5-10 на носителе на основе оксида алюминия, носитель дополнительно содержит, по крайней мере, одно соединение элемента из группы Na, K, Fe, Si, Ba, Ca, Mg в количестве 0,01-2 мас.% (в пересчете на оксид). The problem is solved on a catalyst for the purification of nitrous gases from oxygen and nitrogen dioxide, which contains (wt.%): Iron oxide - 10-30, manganese dioxide - 4-7, cobalt oxide (II, III) - 2-10, oxide silver - 3.5-10 on a carrier based on alumina, the carrier further comprises at least one compound of an element from the group of Na, K, Fe, Si, Ba, Ca, Mg in an amount of 0.01-2 wt.% (in terms of oxide).

Поставленная задача решается за счет способа получения катализатора для очистки нитрозных газов от кислорода и диоксида азота, включающего приготовление катализаторной шихты смешением оксида железа, диоксида марганца, оксида кобальта (II, III) со связующим на основе гидроксида алюминия в присутствии пластификатора с введением в эту катализаторную шихту азотнокислого серебра с последующим формованием, сушкой и прокаливанием при температуре 400-550oC или пропиткой азотнокислым серебром гранул, полученных из катализаторной шихты после формования, сушки и прокаливания при температуре 400-550oC, в качестве связующего используют гидратированное соединение алюминия формулы Al2O3·nH2O, где 1,1≅n≅2,0, содержащее по крайней мере одно соединение элемента из группы: Na, K, Fe, Si, Ba, Ca, Mg в количестве 0,01-2 мас.%. (в пересчете на оксид) и добавляют пластификатор в количестве, необходимом для получения пластичной массы.The problem is solved by the method of producing a catalyst for the purification of nitrous gases from oxygen and nitrogen dioxide, including the preparation of a catalyst mixture by mixing iron oxide, manganese dioxide, cobalt oxide (II, III) with a binder based on aluminum hydroxide in the presence of a plasticizer with the introduction of this catalyst a mixture of silver nitrate followed by molding, drying and calcining at a temperature of 400-550 o C or impregnation with silver nitrate granules obtained from a catalyst mixture after molding curing, drying and calcining at a temperature of 400-550 o C, as a binder use a hydrated aluminum compound of the formula Al 2 O 3 · nH 2 O, where 1,1≅n≅2,0, containing at least one compound of an element from the group : Na, K, Fe, Si, Ba, Ca, Mg in an amount of 0.01-2 wt.%. (in terms of oxide) and add a plasticizer in an amount necessary to obtain a plastic mass.

В качестве пластификатора выбирают азотную и/или уксусную кислоту в количестве 3-20 мас.%. от содержания оксида алюминия в гидратированном соединении Al2O3 · nH2O, где 0,1 ≅ n ≅ 2,0.As a plasticizer, nitric and / or acetic acid is selected in an amount of 3-20 wt.%. from the content of alumina in the hydrated compound Al 2 O 3 · nH 2 O, where 0.1 ≅ n ≅ 2.0.

В качестве гидратированного соединения алюминия формулы Al2O3 · nH2O, где 1,1 ≅ n ≅ 2,0 используют одно из соединений: гидратированный продукт термохимической активации гидроксида алюминия, гидратированный продукт быстрой частичной дегидратации гидроксида алюминия, которые содержат по крайней мере одно соединение элемента из группы: Na, K, Fe, Si, Ba, Ca, Mg в количестве 0,01-2 мас.%.As the hydrated aluminum compound of the formula Al 2 O 3 · nH 2 O, where 1.1 ≅ n ≅ 2.0, one of the compounds is used: the hydrated product of the thermochemical activation of aluminum hydroxide, the hydrated product of the fast partial dehydration of aluminum hydroxide, which contain at least one compound of an element from the group: Na, K, Fe, Si, Ba, Ca, Mg in an amount of 0.01-2 wt.%.

В шихту добавляют древесную муку до 5 мас.%. для улучшения формующих свойств. Wood flour up to 5 wt.% Is added to the mixture. to improve forming properties.

В шихту добавляют до 25 мас.% отработанного серебряного катализатора, который подвергают размолу и обработке азотной кислотой для упрочнения свежего катализатора и улучшения его каталитических свойств. Up to 25 wt.% Of spent silver catalyst is added to the charge, which is subjected to grinding and treatment with nitric acid to harden the fresh catalyst and improve its catalytic properties.

Для увеличения прочности катализатора в катализаторную шихту дополнительно добавляют гидроксид алюминия формулы Al2O3·3H2O в количестве 20-80 мас. %., в качестве которого, предпочтительно, используют байерит или гидраргиллит.To increase the strength of the catalyst, aluminum hydroxide of the formula Al 2 O 3 · 3H 2 O in an amount of 20-80 wt. %., which is preferably used bayerite or hydrargillite.

После формования гранул их провяливают при комнатной температуре с последующей сушкой и прокаливанием. After molding the granules, they are dried at room temperature, followed by drying and calcination.

Содержание соединений дополнительных элементов в количестве менее 0,01 мас.% является недостаточным для получения катализатора с высокой прочностью и сохраняющего длительное время активность и селективность, а интервал 0,01-2,0 мас. %. является достаточным для получения катализаторов с необходимыми свойствами. The content of compounds of additional elements in an amount of less than 0.01 wt.% Is insufficient to obtain a catalyst with high strength and preserving activity and selectivity for a long time, and the range is 0.01-2.0 wt. % is sufficient to obtain catalysts with the desired properties.

В предлагаемом решении используют для приготовления катализатора гидратированное соединение алюминия формулы Al2O3· nH2O, где 1,1 ≅ n ≅ 2,0, которое может быть получено любыми известными способами, например регидратацией продукта быстрой дегидратации гидраргиллита, байерита, нордстрандита, бемита, диаспора, содержащего в своем составе дополнительно модифицирующие соединения Na, K, Fe, Si, Ba, Ca, Mg, которые могут частично иметься в исходных продуктах, или их вводят в исходный гидроксид алюминия перед быстрой дегидратацией любыми известными способами, например пропиткой или соосаждением. При термообработке гранул катализатора на основе такого гидратированного соединения алюминия происходит формирование катализатора на модифицированной поверхности носителя, что обеспечивает формирование прочной связи носителя с активным компонентом, что приводит к получению катализатора с высокой активностью и стабильностью.In the proposed solution, a hydrated aluminum compound of the formula Al 2 O 3 · nH 2 O, where 1.1 ≅ n ≅ 2.0, which can be obtained by any known methods, for example, rehydration of the product of the fast dehydration of hydrargillite, bayerite, nordstrandite, boehmite, a diaspora containing in its composition additionally modifying compounds of Na, K, Fe, Si, Ba, Ca, Mg, which may be partially present in the initial products, or they are introduced into the initial aluminum hydroxide before rapid dehydration by any known method s, for example by impregnation or coprecipitation. During the heat treatment of catalyst granules based on such a hydrated aluminum compound, a catalyst is formed on the modified surface of the carrier, which ensures the formation of a strong bond between the carrier and the active component, which leads to a catalyst with high activity and stability.

Основной причиной дезактивации серебряно-марганцевых катализаторов очистки нитрозных газов в процессе его эксплуатации является изменение фазового состава, т.к. происходит спекание серебра с укрупнением частиц и появляется фаза крупнокристаллического оксида марганца β-Mn2O3 (Р.В. Бунина, И.С. Сазонова, Э.М. Мороз, Н.Е. Богданчикова, А.А. Давыдов, Г.М. Аликина. "Дезактивация активного компонента нанесенного серебряно-марганцевого катализатора очистки нитрозных газов от кислорода в производстве гидроксиламин-сульфата" // Сибирский химический журнал. - 1992. - Вып. 4,- с. 134-138). Кроме фазового превращения активного компонента в процессе дезактивации катализатора изменяется его пористая структура. В предлагаемом решении все эти отрицательные процессы значительно замедляются, т.к. катализатор получается ~ в два раза прочнее известного, при этом сохраняются его высокая активность и селективность при очистке нитрозных газов от кислорода и диоксида азота.The main reason for the deactivation of silver-manganese catalysts for the purification of nitrous gases during its operation is a change in the phase composition, since silver sintering with particle enlargement occurs and the phase of coarse-grained manganese oxide β-Mn 2 O 3 appears (R.V. Bunina, I.S. Sazonova, E.M. Moroz, N.E. Bogdanchikova, A.A. Davydov, G. . M. Alikina. "Deactivation of the active component of the supported silver-manganese catalyst for purification of nitrous gases from oxygen in the production of hydroxylamine sulfate" // Siberian Chemical Journal. - 1992. - Issue 4, - pp. 134-138). In addition to the phase transformation of the active component in the process of deactivation of the catalyst, its porous structure changes. In the proposed solution, all these negative processes are significantly slowed down, because the catalyst is obtained ~ twice as strong as the known one, while its high activity and selectivity are retained in the purification of nitrous gases from oxygen and nitrogen dioxide.

Катализатор готовят следующим образом. The catalyst is prepared as follows.

Для приготовления катализатора используют гидратированное соединение алюминия с брутто-формулой Al2O3·nH2O, где 1,1 ≅ n ≅ 2,0, содержащее по крайней мере одно соединение элемента из группы Na, K, Fe, Si, Ba, Ca и Mg в количестве 0,01-2,0 мас.%.To prepare the catalyst, a hydrated aluminum compound with the gross formula Al 2 O 3 · nH 2 O, where 1.1 ≅ n ≅ 2.0, containing at least one compound of an element from the group Na, K, Fe, Si, Ba, Ca and Mg in an amount of 0.01-2.0 wt.%.

Это соединение может быть получено любыми известными способами, например по патенту РФ N 2064435 (МПК C 01 F 7/44, 1996) или переосаждением технического гидрата глинозема (В.А. Дзисько. "Основы методов приготовления катализаторов", изд. Наука, Новосибирск, 1983). This compound can be obtained by any known method, for example, according to RF patent N 2064435 (IPC C 01 F 7/44, 1996) or by reprecipitation of technical alumina hydrate (V. A. Dzysko. "Fundamentals of methods for the preparation of catalysts", ed. Nauka, Novosibirsk , 1983).

Катализаторную шихту готовят смешением оксида железа, диоксида марганца, оксида кобальта (II, III) с указанным выше гидратированным кислородсодержащим соединением алюминия с пластификатором (азотной и/или уксусной кислотой) в количестве 3-20% от содержания Al2O3 в гидратированном соединении алюминия. Для улучшения пластичных свойств в катализаторную шихту добавляют древесную муку в количестве до 5 мас.%.The catalyst mixture is prepared by mixing iron oxide, manganese dioxide, cobalt oxide (II, III) with the above hydrated oxygen-containing aluminum compound with a plasticizer (nitric and / or acetic acid) in an amount of 3-20% of the content of Al 2 O 3 in the hydrated aluminum compound . To improve ductility, wood flour is added to the catalyst charge in an amount of up to 5 wt.%.

После проведения пластификации добавляют необходимое количество оксида железа (Fe3+), диоксида марганца (Mn4+), оксида кобальта (Co2+, Co3+), смесь перемешивают и добавляют азотнокислое серебро при перемешивании и формуют гранулы экструзией, провяливают при комнатной температуре, сушат и прокаливают при температуре 400-550oC. Стадия провяливания обеспечивает низкую скорость удаления свободной воды из порового пространства гранул катализатора и тем самым стабилизирует активный компонент на поверхности носителя по всей глубине гранул.After plasticization, the required amount of iron oxide (Fe 3+ ), manganese dioxide (Mn 4+ ), cobalt oxide (Co 2+ , Co 3+ ) is added, the mixture is stirred and silver nitrate is added with stirring and the granules are extruded, dried at room temperature temperature, dried and calcined at a temperature of 400-550 o C. The stage of drying provides a low rate of removal of free water from the pore space of the catalyst granules and thereby stabilizes the active component on the surface of the carrier throughout the depth of the granules.

Оксид серебра в катализатор можно вносить пропиткой азотнокислым серебром гранул, полученных из катализаторной шихты, как описано выше, смешением оксида железа, диоксида марганца, оксида кобальта (II, III) с гидратированным соединением алюминия формулы Al2O3·nH2O, где 1,1 ≅ n ≅ 2 после формования, сушки и прокаливания при температуре 400-550oC.Silver oxide in the catalyst can be introduced by impregnation with silver nitrate of the granules obtained from the catalyst mixture, as described above, by mixing iron oxide, manganese dioxide, cobalt oxide (II, III) with a hydrated aluminum compound of the formula Al 2 O 3 · nH 2 O, where 1 , 1 ≅ n ≅ 2 after molding, drying and calcination at a temperature of 400-550 o C.

Механическую прочность на раздавливание по образующей определяют на приборе MP-2S или МП-9С. The mechanical crushing strength along the generatrix is determined on an MP-2S or MP-9C instrument.

Испытание каталитической активности катализатора определяют на лабораторной проточно-циркуляционной установке в реакции взаимодействия кислорода с водородом в модельной смеси, содержащей оксид азота, кислород, водород, воду и аргон с хроматографическим анализом газов. The test of the catalytic activity of the catalyst is determined on a laboratory flow-through installation in the reaction of oxygen with hydrogen in a model mixture containing nitric oxide, oxygen, hydrogen, water and argon with gas chromatographic analysis.

Характеристики полученного катализатора, способа его получения и свойства приведены в таблице. The characteristics of the obtained catalyst, the method of its preparation and properties are shown in the table.

Нижеследующие примеры иллюстрируют предлагаемое изобретение. The following examples illustrate the invention.

Пример 1
В смеситель емкостью 1,0 л засыпают 160 г гидратированного соединения Al2O3·2H2O, полученного регидратацией продукта быстрой частичной дегидратации гидроксида алюминия, содержащего оксид натрия в количестве 0,06 мас.%, оксид железа в количестве 0,1 мас.%., оксид кремния в количестве 0,05 мас.%. , добавляют древесную муку в количестве 5,1 г, добавляют в качестве пластификатора раствор азотной кислоты в количестве 10,5 мл (57%-ной концентрации HNO3), добавляют воду в количестве 35 мл и проводят стадию пластификации при интенсивном перемешивании в течение 1 часа. Затем добавляют смесь оксида железа в количестве 30,6 г, диоксида марганца в количестве 7,8 г, оксида кобальта (II, III) в количестве 8,2 г и азотнокислого серебра в количестве 14,2 г, растворенного в 15 мл воды, катализаторную шихту формуют путем экструзии, провяливают, сушат и прокаливают при температуре 500oC.
Example 1
160 g of a hydrated compound Al 2 O 3 · 2H 2 O, obtained by rehydration of a product of fast partial dehydration of aluminum hydroxide containing sodium oxide in an amount of 0.06 wt.%, Iron oxide in an amount of 0.1 wt. %., silicon oxide in an amount of 0.05 wt.%. add wood flour in an amount of 5.1 g, add a solution of nitric acid in an amount of 10.5 ml (57% concentration of HNO 3 ) as a plasticizer, add water in an amount of 35 ml and carry out the plasticization step with vigorous stirring for 1 hours. Then add a mixture of iron oxide in an amount of 30.6 g, manganese dioxide in an amount of 7.8 g, cobalt oxide (II, III) in an amount of 8.2 g and silver nitrate in an amount of 14.2 g, dissolved in 15 ml of water, the catalyst mixture is formed by extrusion, dried, dried and calcined at a temperature of 500 o C.

Пример 2
В смеситель емкостью 1 л засыпают 160 г гидратированного продукта термохимической активации гиббсита, содержащего оксид натрия в количестве 0,08 мас. %. , оксид железа в количестве 0,05 мас.%. и оксид кальция в количестве 1,0 мас. %., добавляют 5,4 мл уксусной кислоты (концентрации 99 мас.%), добавляют 10 мл воды, перемешивают, добавляют 32 г оксида железа, 9,3 оксида кобальта (II, III), 7,3 г диоксида марганца, смесь перемешивают и добавляют расчетное количество азотнокислого серебра, шихту формуют, провяливают, сушат и прокаливают при температуре 500oC.
Example 2
160 g of a hydrated product of thermochemical activation of gibbsite containing sodium oxide in an amount of 0.08 wt. Are poured into a 1-liter mixer. % , iron oxide in an amount of 0.05 wt.%. and calcium oxide in an amount of 1.0 wt. %., add 5.4 ml of acetic acid (concentration of 99 wt.%), add 10 ml of water, mix, add 32 g of iron oxide, 9.3 cobalt (II, III) oxide, 7.3 g of manganese dioxide, mixture mix and add the calculated amount of silver nitrate, the mixture is molded, dried, dried and calcined at a temperature of 500 o C.

Пример 3
Аналогичен примеру 1, только в качестве пластификатора используют уксусную кислоту, добавляют смесь оксида железа, диоксида марганца, оксида кобальта (II, III), перемешивают массу, формуют, сушат при 110oC, прокаливают при 400oC, высушенные и прокаленные гранулы затем пропитывают раствором азотнокисого серебра, сушат и прокаливают при температуре 500oC.
Example 3
Similar to example 1, only acetic acid is used as a plasticizer, a mixture of iron oxide, manganese dioxide, cobalt oxide (II, III) is added, the mass is mixed, formed, dried at 110 ° C, calcined at 400 ° C, then dried and calcined granules impregnated with a solution of silver nitrate, dried and calcined at a temperature of 500 o C.

Пример 4
Аналогичен примеру 1, только в катализаторную шихту добавляют гидроксид алюминия в виде байерита в количестве 20 мас.%. от содержания Al2O3 в гидратированном соединении алюминия, содержащем оксид натрия в количестве 0,06 мас. %. , оксид кремния в количестве 0,1 мас.%., оксид кальция в количестве 0,05 мас.%., оксид бария в количестве 0,01 мас.%.
Example 4
Similar to example 1, only in the catalyst mixture add aluminum hydroxide in the form of bayerite in an amount of 20 wt.%. from the content of Al 2 O 3 in the hydrated aluminum compound containing sodium oxide in an amount of 0.06 wt. % , silicon oxide in an amount of 0.1 wt.%., calcium oxide in an amount of 0.05 wt.%., barium oxide in an amount of 0.01 wt.%.

Пример 5
Аналогичен примеру 1, только отличается тем, что к гидратированному соединению алюминия, содержащему оксиды натрия, калия, кремния и бария в другом соотношении после пластификации азотной кислотой, добавляют смесь оксида железа, диоксида марганца и оксида кобальта (II, III), затем смесь перемешивают в течение 40 мин, массу формуют, сушат при температуре 110oC и прокаливают в токе воздуха при температуре 500oC. Высушенные и прокаленные гранулы пропитывают раствором азотнокислого серебра. После пропитки гранулы сушат и прокаливают при температуре 550oC.
Example 5
Similar to example 1, it only differs in that to the hydrated aluminum compound containing sodium, potassium, silicon and barium oxides in a different ratio after plasticization with nitric acid, a mixture of iron oxide, manganese dioxide and cobalt oxide (II, III) is added, then the mixture is mixed for 40 min, the mass is molded, dried at a temperature of 110 o C and calcined in a stream of air at a temperature of 500 o C. Dried and calcined granules are impregnated with a solution of silver nitrate. After impregnation, the granules are dried and calcined at a temperature of 550 o C.

Пример 6
Аналогичен примеру 4, только в катализаторную шихту добавляют гидроксид алюминия в виде гидраргиллита в количестве 80 мас.%. от содержания Al2O3 в гидратированном соединении алюминия, содержащем оксид натрия в количестве 0,06 мас.%., оксид железа в количестве 1,94 мас.%. В качестве пластификатора используют смесь азотной и уксусной кислот.
Example 6
Similar to example 4, only in the catalyst mixture add aluminum hydroxide in the form of hydrargillite in an amount of 80 wt.%. from the content of Al 2 O 3 in the hydrated aluminum compound containing sodium oxide in an amount of 0.06 wt.%., iron oxide in an amount of 1.94 wt.%. As a plasticizer, a mixture of nitric and acetic acids is used.

Пример 7
В реактор загружают 60 г размолотых отходов серебряного катализатора, добавляют раствор азотной кислоты в количестве 13, 8 мл (концентрация 58 мас. %), добавляют 60 мл воды, перемешивают, а затем добавляют гидратированное соединение алюминия, содержащее оксид натрия в количестве 0,03 мас.%. , оксид магния 0,01 мас.%, смесь оксидов металлов (32 г оксида железа, 9,3 г оксида кобальта (II, III), 6,9 г диоксида марганца). Затем добавляют раствор азотнокислого серебра (15 г азотнокислого серебра, растворенного в 35 мл воды). Затем катализатор готовят аналогично примеру 1.
Example 7
60 g of ground silver catalyst wastes are charged into the reactor, a solution of nitric acid in an amount of 13.8 ml is added (concentration 58 wt.%), 60 ml of water are added, stirred, and then a hydrated aluminum compound containing sodium oxide in an amount of 0.03 is added wt.%. , magnesium oxide 0.01 wt.%, a mixture of metal oxides (32 g of iron oxide, 9.3 g of cobalt oxide (II, III), 6.9 g of manganese dioxide). Then add a solution of silver nitrate (15 g of silver nitrate dissolved in 35 ml of water). Then the catalyst is prepared analogously to example 1.

Пример 8
Аналогичен примеру 1, только отличается составом активных компонентов и дополнительных элементов, и азотнокислое серебро вводится пропиткой.
Example 8
Similar to example 1, only differs in the composition of the active components and additional elements, and silver nitrate is introduced by impregnation.

Пример 9 (по прототипу)
Готовят аналогично примеру 1, только в качестве гидроксида алюминия используют смесь переосажденного и технического гидроксида алюминия и пластификацию проводят 10%-ной уксусной кислотой и добавляют смесь оксида железа, диоксида марганца, оксида кобальта (II, III) и азотнокислого серебра, затем массу формуют, сушат и прокаливают.
Example 9 (prototype)
Prepared analogously to example 1, only as an aluminum hydroxide a mixture of precipitated and technical aluminum hydroxide is used and plasticization is carried out with 10% acetic acid and a mixture of iron oxide, manganese dioxide, cobalt (II, III) oxide and silver nitrate is added, then the mass is molded, dried and calcined.

Пример 10 (по прототипу)
Готовят аналогично примеру 5, только в качестве гидроксида алюминия используют смесь переосажденного и технического гидроксида алюминия, добавляют смесь оксида железа, диоксида марганца, оксида кобальта (II, III), массу формуют, сушат, прокаливают и пропитывают азотнокислым серебром, сушат и прокаливают при температуре 500oC.
Example 10 (prototype)
Prepared analogously to example 5, only a mixture of redeposited and technical aluminum hydroxide is used as aluminum hydroxide, a mixture of iron oxide, manganese dioxide, cobalt oxide (II, III) is added, the mass is molded, dried, calcined and impregnated with silver nitrate, dried and calcined at a temperature 500 o C.

Из приведенных примеров следует, что использование в качестве связующего гидратированного соединения формулы Al2O3·nH2O, где 1,1 < n < 2,0 и, содержащего, по крайней мере, одно соединение элемента из группы Na, K, Fe, Si, Ba, Ca, Mg в количестве 0,01-2,0 мас.%., приводит к получению катализатора, обладающего повышенной прочностью с сохранением высокой активности и селективности.From the above examples it follows that the use of a hydrated compound of the formula Al 2 O 3 · nH 2 O, where 1.1 <n <2.0 and containing at least one compound of an element from the group Na, K, Fe , Si, Ba, Ca, Mg in an amount of 0.01-2.0 wt.%., Leads to the preparation of a catalyst having high strength while maintaining high activity and selectivity.

Повышенная прочность катализатора способствует сохранению активной ионной формы серебра и замедляет образование неактивной металлической формы и срок службы катализаторов значительно увеличивается. The increased strength of the catalyst contributes to the preservation of the active ionic form of silver and slows down the formation of an inactive metal form and the service life of the catalysts is significantly increased.

Claims (9)

1. Катализатор для очистки нитрозных газов от кислорода и диоксида азота, содержащий, мас.%:
Оксид железа - 10 - 30
Диоксид марганца - 4 - 7
Оксид кобальта (II, III) - 2 - 10
Оксид серебра - 3,5 - 10
на носителе на основе оксида алюминия, отличающийся тем, что носитель дополнительно содержит, по крайней мере, одно соединение элемента из группы Na, K, Fe, Si, Ba, Ca, Mg в количестве 0,01 - 2 мас.% (в пересчете на окисд).
1. The catalyst for the purification of nitrous gases from oxygen and nitrogen dioxide, containing, wt.%:
Iron oxide - 10 - 30
Manganese Dioxide - 4 - 7
Cobalt oxide (II, III) - 2 - 10
Silver oxide - 3.5 - 10
on an alumina-based carrier, characterized in that the carrier further comprises at least one compound of an element from the group of Na, K, Fe, Si, Ba, Ca, Mg in an amount of 0.01 to 2 wt.% (in terms of on oxide).
2. Способ получения катализатора для очистки нитрозных газов от кислорода и диоксида азота, включающий приготовление катализаторной шихты смешением оксида железа, диоксиды марганца, оксида кобальта (II, III) со связующим на основе гидроксида алюминия в присутствии пластификатора с введением в эту катализаторную шихту азотнокислого серебра с последующим формованием, сушкой и прокаливанием при температуре 400 - 550oC или пропитку азотнокислым серебром гранул, полученных из катализаторной шихты после формования, сушки и прокаливания при температуре 400 - 550oC, отличающийся тем, что в качестве связующего используют гидратированное соединение алюминия формулы Al2O3 · nH2, где 1,1 ≅ n ≅ 2,0, содержащее по крайней мере одно соединение элемента из группы Na, K, Fe, Si, Ba, Ca, Mg в количестве 0,01 - 2 мас.% (в пересчете на оксид) и добавляют пластификатор в количестве, необходимом для получения пластичной массы.2. A method of producing a catalyst for purifying nitrous gases from oxygen and nitrogen dioxide, comprising preparing a catalyst mixture by mixing iron oxide, manganese dioxide, cobalt oxide (II, III) with an aluminum hydroxide binder in the presence of a plasticizer with the introduction of silver nitrate into this catalyst mixture followed by molding, drying and calcining at a temperature of 400 - 550 o C or impregnation with silver nitrate granules obtained from the catalyst mixture after molding, drying and calcination at a temperature ature 400 - 550 o C, characterized in that a hydrated aluminum compound of the formula Al 2 O 3 · nH 2 , where 1.1 ≅ n ≅ 2.0, containing at least one compound of an element from the group Na, K is used as a binder , Fe, Si, Ba, Ca, Mg in an amount of 0.01 to 2 wt.% (In terms of oxide) and add a plasticizer in an amount necessary to obtain a plastic mass. 3. Способ получения катализатора по п.2, отличающийся тем, что в качестве пластификатора и используют азотную и/или уксусную кислоту в количестве 3 - 20 мас. % от содержания оксида алюминия в гидратированном соединении Al2O3 · nH2O, где 1,1 ≅ n ≅ 2,0.3. The method of producing the catalyst according to claim 2, characterized in that as a plasticizer and use nitric and / or acetic acid in an amount of 3 to 20 wt. % of the content of alumina in the hydrated compound Al 2 O 3 · nH 2 O, where 1.1 ≅ n ≅ 2.0. 4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве гидратированного соединения алюминия формулы Al2O3 · nH2O, где 1,1 ≅ n ≅ 2,0, используют гидратированный продукт термохимической активации гидроксида алюминия, гидратированный продукт быстрой частичной дегидратации гидроксида алюминия.4. The method according to p. 2, characterized in that as a hydrated aluminum compound of the formula Al 2 O 3 · nH 2 O, where 1.1 ≅ n ≅ 2.0, use the hydrated product of the thermochemical activation of aluminum hydroxide, the hydrated product of partial partial dehydration of aluminum hydroxide. 5. Способ по п.2, отличающийся тем, что в катализаторную шихту добавляют древесную муку до 5 мас.% от массы катализаторной шихты. 5. The method according to claim 2, characterized in that wood flour is added to the catalyst mixture to 5 wt.% By weight of the catalyst mixture. 6. Способ по п.2, отличающийся тем, что в катализаторную шихту добавляют до 25 мас.% отработанного серебряного катализатора, который предварительно подвергают размолу и обработке азотной кислотой. 6. The method according to claim 2, characterized in that up to 25 wt.% Of spent silver catalyst is added to the catalyst charge, which is subjected to preliminary grinding and treatment with nitric acid. 7. Способ по п.2, отличающийся тем, что после формования гранулы провяливают при комнатной температуре с последующей сушкой и прокаливанием. 7. The method according to claim 2, characterized in that after molding the granules are dried at room temperature, followed by drying and calcination. 8. Способ по п.2, отличающийся тем, что в катализаторную шихту добавляют гидроксид алюминия формулы Al2O3 · 3H2O в количестве 20 - 80 мас.% от содержания Al2O3 в гидратированном соединении алюминия.8. The method according to claim 2, characterized in that aluminum hydroxide of the formula Al 2 O 3 · 3H 2 O is added to the catalyst charge in an amount of 20 to 80 wt.% Of the Al 2 O 3 content in the hydrated aluminum compound. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что гидроксид алюминия формулы Al2 · 3H2O представляет собой байерит или гидраргиллит.9. The method according to claim 8, characterized in that the aluminum hydroxide of the formula Al 2 · 3H 2 O is bayerite or hydrargillite.
RU2000110020/04A 2000-04-24 2000-04-24 Catalyst for removing oxygen and nitrogen dioxide from nitrose gases and method of preparation thereof RU2161533C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000110020/04A RU2161533C1 (en) 2000-04-24 2000-04-24 Catalyst for removing oxygen and nitrogen dioxide from nitrose gases and method of preparation thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000110020/04A RU2161533C1 (en) 2000-04-24 2000-04-24 Catalyst for removing oxygen and nitrogen dioxide from nitrose gases and method of preparation thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2161533C1 true RU2161533C1 (en) 2001-01-10

Family

ID=20233631

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000110020/04A RU2161533C1 (en) 2000-04-24 2000-04-24 Catalyst for removing oxygen and nitrogen dioxide from nitrose gases and method of preparation thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2161533C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8992870B2 (en) Catalyst for decomposing nitrous oxide and method for performing processes comprising formation of nitrous oxide
JP3553066B2 (en) Process for the catalytic decomposition of nitrous oxide contained in pure or gaseous mixtures
JPS5982930A (en) Reduction of nitrogen oxide
JPS6233540A (en) Divalent metal-aluminate catalyst
JP5553484B2 (en) Ammonia decomposition catalyst and ammonia decomposition method
EP0057796B1 (en) Catalyst, catalyst support and oxychlorination process
US7919424B2 (en) Platinum based catalyst for oxidation/reduction reaction and its use
JPH08196907A (en) Production of ruthenium catalyst and steam reforming method for hydrocarbon employing the catalyst
US6037305A (en) Use of Ce/Zr mixed oxide phase for the manufacture of styrene by dehydrogenation of ethylbenzene
US4290923A (en) Rare-earth-manganese oxidation catalysts and process of producing same
JP2013237045A (en) Catalyst converting ammonia to nitrogen and hydrogen, method for manufacturing the catalyst, and method for converting ammonia using the catalyst
RU2161533C1 (en) Catalyst for removing oxygen and nitrogen dioxide from nitrose gases and method of preparation thereof
CN111151265A (en) Supported honeycomb catalyst, preparation method and application thereof
CN110898835A (en) Catalyst for efficiently treating ammonia nitrogen wastewater and preparation method thereof
JPH0239297B2 (en)
RU2199387C1 (en) Catalyst for extensive oxidation of organics and carbon monoxide in gas emissions and method of preparation thereof (versions)
JP3244520B2 (en) Nitrogen oxide adsorbent and method for removing nitrogen oxide using the adsorbent
RU2191625C1 (en) Chromium-containing catalyst and method of its production (versions)
JPH0299142A (en) Nitrogen oxide decomposing catalyst
JPH04338233A (en) Adsorbent for nox and method for removing nox by using this adsorbent
JP2009254979A (en) Method of manufacturing ammonia decomposing catalyst
JP3760076B2 (en) Adsorbent such as nitrogen oxide, method for producing the same, and method for removing nitrogen oxide and the like
RU2188707C1 (en) Catalyst for deep oxidation of organic compounds and carbon monoxide in gaseous effluents and method of catalyst production (versions)
CN115041191B (en) Sulfur-resistant chlorine-resistant catalytic oxidation catalyst and preparation method thereof
JP4092538B2 (en) Method for producing hydrogen-containing gas