RU2171706C1 - Method of cleaning of industrial gaseous effluents - Google Patents

Method of cleaning of industrial gaseous effluents Download PDF

Info

Publication number
RU2171706C1
RU2171706C1 RU2000126922/12A RU2000126922A RU2171706C1 RU 2171706 C1 RU2171706 C1 RU 2171706C1 RU 2000126922/12 A RU2000126922/12 A RU 2000126922/12A RU 2000126922 A RU2000126922 A RU 2000126922A RU 2171706 C1 RU2171706 C1 RU 2171706C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
oxide
temperature
cleaning
palladium
Prior art date
Application number
RU2000126922/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.С. Дыкман
В.Е. Пастор
А.В. Зиненков
В. Фулмер Джон
Д. Кайт Вильям
Н. Гейер Бредли
Original Assignee
Дыкман Аркадий Самуилович
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 Дыкман Аркадий Самуилович filed Critical Дыкман Аркадий Самуилович
Priority to RU2000126922/12A priority Critical patent/RU2171706C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2171706C1 publication Critical patent/RU2171706C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: environmental control; applicable in gas cleaning. SUBSTANCE: method of cleaning of industrial gaseous effluents containing more than 1 vol. % of aliphatic compounds (including methanol) alongside with aromatic hydrocarbons (including hydroperoxides) includes passing of effluents at temperature of 240-290 C in presence of oxygen through catalytic composition of hard contact agent with specific surface of 0.2- 1.0 sq.m/g preliminarily calcined at temperature of 800-1350 C and catalyst containing 0.1-3.0% of palladium in aluminum oxide carrier, for instance, on active aluminum oxide. Use is made of hard contact agent including oxides of aluminum, iron, magnesium, calcium, potassium, sodium titanium (IV) and silicon. EFFECT: highly efficient cleaning of gaseous effluents (with conversion of organic compounds in amount of 99% and above) for prolonged time with no resinous accumulations on catalyst. 3 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для очистки промышленных газовых выбросов, включающих ароматические и кислородсодержащие продукты, обуславливающие смолообразование. The invention relates to the field of environmental protection and can be used to clean industrial gas emissions, including aromatic and oxygen-containing products that cause gum formation.

При содержании в газовых выбросах органических примесей в малых количествах (менее 0,5 об.%) используют изотермический режим, для реализации которого к реакционной массе подводят тепло в значительных количествах. При содержании органических соединений в газовом потоке 1,0 об.% и выше процесс проводится в адиабатическом режиме, сопровождающемся выделением тепла, количество которого зависит от концентрации органических компонентов. В качестве промышленных контактов используют различные каталитические системы. Одни содержат окислы неблагородных металлов, например, хрома, кобальта, циркония (патент России N 2050976, кл. B 01 J 23/86, 21/06, опубл. 27.12.1995), магния (Пат. США N 4673558, кл. B 01 D 053/34, опубл. 16.06.1987), марганца, меди (заявка на патент России N 95102026, кл. B 01 D 053/86, опубл. 27.05.1996). Другие катализаторы содержат благородные металлы, например платину (Пат. США N 5702836, кл. H 01 М 4/88, опубл. 30.12.1997), палладий и серебро (Пат. США N 4673556, кл B 01 D 53/36, опубл. 16.06.1987). В последнее время большое распространение получают каталитические системы, представляющие благородные металлы на сложных оксидных носителях (Пат. США N 5585083, кл. C 07 C 11/24, опубл. 17.12.1996), в частности металлы VIII группы на окислах титана и церия (Пат. США N 4716859, кл. F 02 B 43/08, опубл. 5.01.1988) или, например, палладий и родий на окиси церия (Пат. США N 4919903, кл. B 01 D 53/36, опубл. 24.04.1990). When the content of organic impurities in gas emissions in small quantities (less than 0.5 vol.%) Isothermal mode is used, for the implementation of which heat is supplied to the reaction mass in significant quantities. When the content of organic compounds in the gas stream is 1.0 vol.% And higher, the process is carried out in an adiabatic mode, accompanied by the release of heat, the amount of which depends on the concentration of organic components. As industrial contacts, various catalytic systems are used. Some contain oxides of base metals, for example, chromium, cobalt, zirconium (Russian patent N 2050976, class B 01 J 23/86, 21/06, publ. 12/27/1995), magnesium (US Pat. US N 4673558, class B 01 D 053/34, publ. 06/16/1987), manganese, copper (patent application of Russia N 95102026, CL B 01 D 053/86, publ. 05/27/1996). Other catalysts contain noble metals, for example platinum (US Pat. US N 5702836, class H 01 M 4/88, publ. 12/30/1997), palladium and silver (US Pat. US N 4673556, class B 01 D 53/36, publ. .16.06.1987). Recently, catalytic systems representing noble metals on complex oxide supports (Pat. U.S. N 5585083, class C 07 C 11/24, publ. 12/17/1996), in particular Group VIII metals on titanium and cerium oxides, US Pat. No. 4,716,859, class F 02 B 43/08, publ. 5.01.1988) or, for example, palladium and rhodium on cerium oxide (US Pat. No. 4919903, class B 01 D 53/36, publ. 24.04 .1990).

Наиболее универсальный способ очистки газовых выбросов от углеводородов C3 и кислородсодержащих соединений (в том числе, и неорганических) описан в патенте (Пат. США N 5292991, кл. C 07 C 7/152, опубл. 08.03.1994) по которому процесс проводят при температуре 600oC в присутствии платины и палладия, нанесенных совместно на цеолит типа ZSM, модифицированный окислами циркония и титана; конверсия углеводородов при этом составляет 98,1%. Недостатком этого способа является необходимость нагрева парогазовых потоков, обогащенных, как правило, азотом и парами воды, до высокой температуры, а также возможность очистки только от легких углеводородов, не вызывающих осмоления катализатора.The most universal method for cleaning gas emissions from C 3 hydrocarbons and oxygen-containing compounds (including inorganic ones) is described in the patent (US Pat. No. 5,292,991, class C 07 C 7/152, publ. 08.03.1994) by which the process is carried out at a temperature of 600 o C in the presence of platinum and palladium, applied together on a zeolite type ZSM, modified with oxides of zirconium and titanium; the conversion of hydrocarbons is 98.1%. The disadvantage of this method is the need to heat gas-vapor streams, enriched, as a rule, with nitrogen and water vapor, to a high temperature, as well as the ability to clean only light hydrocarbons that do not cause catalyst tarring.

С целью снижения затрат на нагрев парогазовых потоков, как правило, стремятся использовать менее унифицированные системы, разрабатывая каталитические композиции, содержащие благородные металлы, для обезвреживания конкретных органических соединений. Например, известен способ низкотемпературной очистки газовых выбросов от броморганических соединений, в котором используется катализатор, содержащий металлы платиновой группы на окислах циркония, марганца, церия и кобальта (Пат. США N 5653949, кл. C 01 В 007/00, опубл. 5.08.1997). Для снижения температуры нагрева газового потока при очистке его от метанола и формальдегида рекомендуется использовать палладий-родиевый катализатор на окиси церия (Пат. США N 4950476, кл. B 01 D 053/36, опубл. 21.08.1990). Этот способ позволяет снизить температуру реакции до 150oC. С целью дальнейшего снижения температуры процесса очистки газов от метанола до 85-120oC предлагается использование катализатора, содержащего платину в количестве 0,05-0,5% на носителе - высококремнистом цеолите HZSM-5 со связующим оксидом кремния (Пат. России N 2155093, кл. B 01 D 53/86, опубл. 10.02.1999). Недостатком обоих указанных способов является возможность очистки газовых выбросов только от конкретных соединений: от метанола и формальдегида в первом случае и от метанола - во втором. При наличии в газовом потоке ароматических гидроперекисей, обуславливающих осмоление катализатора, эти способы не эффективны.In order to reduce the cost of heating steam and gas streams, as a rule, they strive to use less unified systems, developing catalytic compositions containing noble metals to neutralize specific organic compounds. For example, a method of low-temperature purification of gas emissions from organobromine compounds is known, which uses a catalyst containing platinum group metals on oxides of zirconium, manganese, cerium and cobalt (US Pat. No. 5653949, class C 01 B 007/00, publ. 5.08. 1997). To reduce the heating temperature of the gas stream when cleaning it from methanol and formaldehyde, it is recommended to use a palladium-rhodium catalyst on cerium oxide (US Pat. USA N 4950476, class B 01 D 053/36, publ. 21.08.1990). This method allows to reduce the reaction temperature to 150 o C. In order to further reduce the temperature of the gas purification from methanol to 85-120 o C, it is proposed to use a catalyst containing platinum in an amount of 0.05-0.5% on a carrier - high-silicon zeolite HZSM- 5 with a binder of silicon oxide (Pat. Russia N 2155093, CL B 01 D 53/86, publ. 02/10/1999). The disadvantage of both of these methods is the ability to purify gas emissions only from specific compounds: from methanol and formaldehyde in the first case and from methanol in the second. In the presence of aromatic hydroperoxides in the gas stream, which cause the resinification of the catalyst, these methods are not effective.

Известен способ очистки промышленных газовых выбросов, содержащих альдегиды, спирты и кетоны с числом атомов углерода до 5, при пониженной температуре (не выше 150oC) на каталитической системе, включающей не менее двух благородных металлов в количестве до 22% на специальном гидрофобном носителе (Пат. США N 5009872, кл. B 01 D 53/56, опубл. 23.04.1999). Этот способ обеспечивает очистку потока от этанола на 90% и от формальдегида на 93%. Недостатком этого способа является ограниченная возможность очистки газовых выбросов только от органических соединений (метанол, этанол, ацетон, формальдегид), не обуславливающих осмоление катализатора.A known method of purification of industrial gas emissions containing aldehydes, alcohols and ketones with the number of carbon atoms up to 5, at a low temperature (not higher than 150 o C) on a catalytic system comprising at least two noble metals in an amount of up to 22% on a special hydrophobic carrier ( U.S. Patent No. 5009872, CL B 01 D 53/56, publ. 04/23/1999). This method provides purification of the stream from ethanol by 90% and from formaldehyde by 93%. The disadvantage of this method is the limited ability to purify gas emissions only from organic compounds (methanol, ethanol, acetone, formaldehyde) that do not condition the resinification of the catalyst.

Наиболее близким способом очистки газовых выбросов от кислородсодержащих органических соединений к предлагаемому, является способ, по которому газовые выбросы пропускают над катализатором, представляющим 0,003 - 3,0% палладия, нанесенного на носитель, включающий окись алюминия (Пат. США N 4450244, кл. B 01 J 023/04, 021/04, 023/10, опубл. 22.05.1984 - прототип). The closest way to purify gas emissions from oxygen-containing organic compounds to the proposed one is the method by which gas emissions are passed over a catalyst representing 0.003-3.0% of palladium supported on an alumina carrier (US Pat. No. 4,450,244, class B 01 J 023/04, 021/04, 023/10, publ. 05.22.1984 - prototype).

По прототипу процесс проводят в присутствии кислорода при температуре 350-400oC, что обеспечивает очистку от различных органических кислородсодержащих соединений на уровне 88 - 96% при 350oC и на уровне 98-100% при 400oC. Достоинством этого способа является пониженное содержание благородных металлов по сравнению с предыдущим патентом и более высокая степень очистки от органических кислородсодержащих соединений.According to the prototype, the process is carried out in the presence of oxygen at a temperature of 350-400 o C, which provides purification from various organic oxygen-containing compounds at a level of 88 - 96% at 350 o C and at a level of 98-100% at 400 o C. The advantage of this method is reduced the content of precious metals compared with the previous patent and a higher degree of purification from organic oxygen-containing compounds.

Недостатками способа-прототипа являются: 1) Необходимость нагрева газового потока до повышенной температуры и 2) Ограниченная возможность очистки газового потока только от органических соединений, не приводящих к осмолению катализатора. При очистке газов от ароматических гидроперекисей в указанных условиях происходит осмоление катализатора. The disadvantages of the prototype method are: 1) the Need to heat the gas stream to an elevated temperature, and 2) The limited ability to clean the gas stream only from organic compounds that do not lead to the resinification of the catalyst. When cleaning gases from aromatic hydroperoxides under the indicated conditions, the catalyst is ground in tar.

Задачей являлась разработка способа очистки промышленных газовых выбросов, включающих различные кислородсодержащие органические соединения, в том числе ароматические гидроперекиси, без смолообразования на катализаторе. The task was to develop a method for cleaning industrial gas emissions, including various oxygen-containing organic compounds, including aromatic hydroperoxides, without gumming on the catalyst.

С целью упрощения технологии процесса за счет снижения температуры очистки газовых выбросов, включающих ароматические гидроперекиси, кумол, а также муравьиную кислоту, предложено процесс осуществлять следующим образом. In order to simplify the process technology by lowering the temperature of purification of gas emissions, including aromatic hydroperoxides, cumene, and formic acid, the process is proposed as follows.

Исходный газовый поток, включающий ароматические и алифатические кислородсодержащие и некислородсодержащие соединения, например кумол, гидроперекись кумола, метанол, муравьиную кислоту, в присутствии кислорода пропускают через каталитическую систему, состоящую из: I - твердого контакта с удельной поверхностью 0,2 - 1,0 м2/г, предварительно прокаленного при 800-1350oC и II - палладиевого катализатора, содержащего 0,1-3% палладия на активной окиси алюминия. Соотношение катализаторов I:II равно 0,5:1 - 2:1. После инициирования реакции на обоих катализаторах поддерживают температуру процесса 240 - 290oC.The initial gas stream, including aromatic and aliphatic oxygen-containing and non-oxygen-containing compounds, for example cumene, cumene hydroperoxide, methanol, formic acid, is passed through a catalytic system in the presence of oxygen, consisting of: I - solid contact with a specific surface area of 0.2 - 1.0 m 2 / g, pre-calcined at 800-1350 o C and II - palladium catalyst containing 0.1-3% palladium on active alumina. The ratio of catalysts I: II is 0.5: 1 - 2: 1. After initiating the reaction on both catalysts maintain the process temperature of 240 - 290 o C.

Твердый контакт после прокаливания содержит оксиды алюминия, железа (II), магния, кальция, калия, натрия, титана (IV), кремния при следующем соотношении их, мас.%:
Оксид алюминия - 5,0-30
Оксид железа (II) - 0,1-5,0
Оксид магния - 0,1-5,0
Оксид кальция - 0,1-5,0
Оксид калия - 0,1-3,0
Оксид натрия - 0,1-3,0
Оксид титана IV - 0,1-3,0
Оксид кремния - Остальное
Существенными отличительными признаками предлагаемого способа очистки газовых выбросов от ароматических и алифатических углеводородов (в том числе содержащих метанола более 1 об.%) являются: использование каталитической композиции указанных составов I и II и проведение процесса при температуре 240 - 290oC
При проведении процесса при температуре выше 290oC на указанной каталитической композиции происходит быстрая дезактивация палладиевого катализатора, т. к. при температуре более 300oC палладий теряет каталитическую активность. При температуре менее 240oC конверсия углеводородов не обеспечивает достаточную степень очистки газов.
The solid contact after calcination contains oxides of aluminum, iron (II), magnesium, calcium, potassium, sodium, titanium (IV), silicon in the following ratio, wt.%:
Alumina - 5.0-30
Iron (II) oxide - 0.1-5.0
Magnesium Oxide - 0.1-5.0
Calcium oxide - 0.1-5.0
Potassium oxide - 0.1-3.0
Sodium oxide - 0.1-3.0
Titanium oxide IV - 0.1-3.0
Silica - Else
Salient features of the proposed method for purifying gas emissions from aromatic and aliphatic hydrocarbons (including those containing methanol more than 1 vol.%) Are: the use of the catalytic composition of the indicated compositions I and II and the process at a temperature of 240 - 290 o C
When carrying out the process at a temperature above 290 o C on the specified catalytic composition, the palladium catalyst is rapidly deactivated, because at a temperature of more than 300 o C, palladium loses its catalytic activity. At temperatures below 240 o C, the conversion of hydrocarbons does not provide a sufficient degree of gas purification.

Предлагаемый способ позволяет проводить очистку промышленных газовых выбросов от вредных веществ (например, метанола, кумола) со степенью деструкции их не менее 97-98% в присутствии соединений (например, ароматических гидроперекисей), обуславливающих смолообразование на других каталитических композициях. The proposed method allows the purification of industrial gas emissions from harmful substances (e.g. methanol, cumene) with a degree of destruction of not less than 97-98% in the presence of compounds (e.g., aromatic hydroperoxides) that cause gum formation on other catalytic compositions.

Неочевидность предложенного способа следует из того, что твердый контакт, предлагаемый в качестве катализатора I в составе каталитической композиции, использовался ранее для термического разложения: 1) побочных продуктов, образующихся при синтезе 4,4-диметилдиоксана-1,3 (ДМД), и 2) пирановой фракции, полученной при разложении ДМД в процессе синтеза изопрена из формальдегида и изобутилена (Пат. России N 1695631, кл. С 07 С 11/18, 11/096, опубл. 20.12.1996). Подвергающиеся термическому разложению продукты состоят из соединений пиранового и диоксанового типа, свойства которых резко отличаются от ароматических гидроперекисей, содержащихся в газовых выбросах. Применение аналогичного твердого контакта, предварительно прокаленного при температуре 800-1000oC, для указанных выше целей нам не известно. Промышленная применимость предлагаемого способа иллюстрируется следующими примерами:
Пример 1.
The non-obviousness of the proposed method follows from the fact that the solid contact, proposed as catalyst I in the composition of the catalytic composition, was previously used for thermal decomposition: 1) by-products formed in the synthesis of 4,4-dimethyldioxane-1,3 (DMD), and 2 ) the pyran fraction obtained by the decomposition of DMD during the synthesis of isoprene from formaldehyde and isobutylene (Pat. Russia N 1695631, CL 07 07/11, 11/096, publ. 12/20/1996). Thermally decomposed products consist of compounds of the pyran and dioxane type, whose properties are very different from aromatic hydroperoxides contained in gas emissions. The use of a similar solid contact, previously calcined at a temperature of 800-1000 o C, for the above purposes, we do not know. Industrial applicability of the proposed method is illustrated by the following examples:
Example 1

В стеклянный реактор сечением 2,26 см загружают последовательно 12 мл палладиевого катализатора, содержащего 0,1% металла на оксиде алюминия, и 6 мл твердого контакта, состоящего из (мас.%): оксида алюминия 22,4, оксида железа (II) 0,42, оксида магния 0,43, оксида кальция 0,67, оксида калия 2,4, оксида натрия 1,2, оксида титана (IV) 0,47, остальное - оксид кремния. Твердый контакт предварительно прокаливают при температуре 800oC; при этом удельная поверхность его составляет 1 м2/г. В реактор подают парогазовый поток со скоростью 63,0 л/ч. Состав потока (об.%): азот 89,5, кислород 6,0, водяной пар 3,0, метанол 1,5, муравьиная кислота 0,002, кумол 0002, гидроперекись кумола 0,002. Объемная скорость подачи очищаемого потока составляет 3500 ч-1. Реактор обогревают электропечью, обеспечивающей температуру инициирования реакции окисления ~100o. Дополнительно к исходному парогазовому потоку подают воздух в количестве, необходимом для поддержания температуры реакции на уровне 240oC. Во время процесса окисления электропечь реактора отключается, так как реакция реализуется в адиабатическом режиме с выделением значительного количества тепла. Опыт проводят через 150 часов работы катализатора в течение 4 часов. За это время в составе парогазового потока подают (г): метанола 5,040, муравьиной кислоты 0,00966, кумола 0,02520, гидроперекиси кумола 0,0319. Продукты реакции направляют в систему, состоящую из четырех последовательно соединенных ловушек (поглотителей), охлаждаемых смесью углекислоты и ацетона (температура -70 - -80oC). Первая и последняя ловушки пустые, а вторая и третья заполнены н-бутиловым спиртом. После завершения опыта содержание продуктов реакции определяют методом ГЖХ. Суммарное количество продуктов в поглотителях в этом опыте составляет (г): метанола 0,0353, муравьиной кислоты 0,00000, кумола 0,00015, гидроперекиси кумола 0,00510, что соответствует следующим значениям конверсии веществ (%): метанола 99,3, муравьиной кислоты 100, кумола 99,4, гидроперекиси кумола 84,0. При выгрузке катализатора осмоление не обнаружено,
Пример 2.
12 ml of a palladium catalyst containing 0.1% metal on alumina and 6 ml of a solid contact consisting of (wt.%): Alumina 22.4, iron oxide (II) are sequentially loaded into a 2.26 cm cross-section glass reactor. 0.42, magnesium oxide 0.43, calcium oxide 0.67, potassium oxide 2.4, sodium oxide 1.2, titanium oxide (IV) 0.47, the rest is silicon oxide. The solid contact is preliminarily calcined at a temperature of 800 o C; while its specific surface is 1 m 2 / g. A steam-gas stream is supplied to the reactor at a rate of 63.0 l / h. The composition of the stream (vol.%): Nitrogen 89.5, oxygen 6.0, water vapor 3.0, methanol 1.5, formic acid 0.002, cumene 0002, cumene hydroperoxide 0.002. The volumetric feed rate of the cleaned stream is 3500 h -1 . The reactor is heated by an electric furnace, providing an oxidation reaction initiation temperature of ~ 100 o . In addition to the initial vapor-gas stream, air is supplied in an amount necessary to maintain the reaction temperature at a level of 240 ° C. During the oxidation process, the reactor electric furnace is switched off, since the reaction is carried out in an adiabatic mode with the release of a significant amount of heat. The experiment is carried out after 150 hours of operation of the catalyst for 4 hours. During this time, the composition of the gas-vapor stream serves (g): methanol 5.040, formic acid 0.00966, cumene 0.02520, cumene hydroperoxide 0.0319. The reaction products are sent to a system consisting of four series-connected traps (absorbers), cooled by a mixture of carbon dioxide and acetone (temperature -70 - -80 o C). The first and last traps are empty, and the second and third are filled with n-butyl alcohol. After completion of the experiment, the content of the reaction products is determined by GLC. The total amount of products in the absorbers in this experiment is (g): methanol 0.0353, formic acid 0.00000, cumene 0.00015, cumene hydroperoxide 0.00510, which corresponds to the following values of the conversion of substances (%): methanol 99.3, formic acid 100, cumene 99.4, cumene hydroperoxide 84.0. When unloading the catalyst, no tarring was detected,
Example 2

В реактор, описанный в примере 1, загружают 3 мл палладиевого катализатора, содержащего 3,0% металла на оксиде алюминия, и сверху 6 мл твердого контакта, описанного в примере 1, но прокаленного при температуре 1350oC. При этом его удельная поверхность составляет 0,2 м2/г. В реактор подают парогазовый поток со скоростью 90 л/ч. Состав потока (об.%): азот 88.5, кислород 6,0, водяной пар 3,0, метанол 2,5, муравьиная кислота 0,002, кумол 0,01, гидроперекись кумола 0,01. Объемная скорость подачи очищаемого потока 10000 ч-1. Электропечь реактора обеспечивает предварительную температуру разогрева катализатора на уровне ~100oC. Дополнительно к исходному парогазовому потоку подают воздух в количестве, необходимом для поддержания температуры реакции на уровне 290oC. Во время процесса окисления электропечь реактора отключается, так как реакция реализуется в адиабатическом режиме с выделением значительного количества тепла. За время четырехчасового балансового опыта, проведенного через 150 часов работы катализатора, подают (г): метанола 12,05, муравьиной кислоты 0,0138, кумола 0,1803, гидроперекиси кумола 0,2283. Суммарное содержание продуктов в поглотителях в этом опыте составляет (г): метанола 0,06, муравьиной кислоты 0,0000, кумола 0,0005, гидроперекиси кумола 0,00365, что соответствует следующим значениям конверсии веществ (%): метанола 99,5, муравьиной кислоты 100, кумола 99,7, гидроперекиси кумола 98,4. При выгрузке катализатора осмоление не обнаружено.In the reactor described in example 1, load 3 ml of a palladium catalyst containing 3.0% metal on alumina, and on top of 6 ml of the solid contact described in example 1, but calcined at a temperature of 1350 o C. Moreover, its specific surface is 0.2 m 2 / g. A steam-gas stream is supplied to the reactor at a rate of 90 l / h. The composition of the stream (vol.%): Nitrogen 88.5, oxygen 6.0, water vapor 3.0, methanol 2.5, formic acid 0.002, cumene 0.01, cumene hydroperoxide 0.01. The volumetric feed rate of the cleaned stream is 10,000 h -1 . The reactor electric furnace provides a preliminary temperature for heating the catalyst at a level of ~ 100 o C. In addition to the initial gas-vapor stream, air is supplied in an amount necessary to maintain the reaction temperature at a level of 290 o C. During the oxidation process, the reactor electric furnace is turned off, since the reaction is carried out in an adiabatic mode with the release of a significant amount of heat. During the four-hour balance experiment, conducted after 150 hours of catalyst operation, (g) is supplied: methanol 12.05, formic acid 0.0138, cumene 0.1803, cumene hydroperoxide 0.2283. The total content of products in the absorbers in this experiment is (g): methanol 0.06, formic acid 0.0000, cumene 0.0005, cumene hydroperoxide 0.00365, which corresponds to the following values of the conversion of substances (%): methanol 99.5, formic acid 100, cumene 99.7, cumene hydroperoxide 98.4. When unloading the catalyst, no tarring was detected.

Пример 3 (для сравнения)
В реактор, описанный в примере 1, загружают 12 мл палладиевого катализатора, содержащего 3,0% металла на оксиде алюминия; твердый контакт не загружают. В реактор подают парогазовый поток состава, приведенного в примере 1, со скоростью 24 л/ч. Объемная скорость подачи очищаемого потока 2000 ч-1. Дополнительно к исходному потоку подается воздух в количестве, обеспечивающем температуру реакции 290oC за счет саморазогрева катализатора. За время четырехчасового балансового опыта, проведенного через 75 часов работы катализатора, подают (г): метанола 1,9200, муравьиной кислоты 0,00368, кумола 0,009616, гидроперекиси кумола 0,01218. Суммарное содержание продуктов в поглотителях в этом опыте составляет (г): метанола 0,7430, муравьиной кислоты 0,0000, кумола 0,00285, гидроперекиси кумола 0,00569, что соответствует следующим значениям конверсии веществ (%): метанола 61,3, муравьиной кислоты 100, кумола 70,4, гидроперекиси кумола 53,3 При выгрузке оказалось, что палладиевый катализатор более чем на половину покрыт смолообразными продуктами.
Example 3 (for comparison)
In the reactor described in example 1, load 12 ml of a palladium catalyst containing 3.0% metal on alumina; solid contact do not load. A steam-gas stream of the composition shown in Example 1 is supplied to the reactor at a rate of 24 l / h. The volumetric feed rate of the cleaned stream is 2000 h -1 . In addition to the feed stream, air is supplied in an amount providing a reaction temperature of 290 ° C. due to self-heating of the catalyst. During the four-hour balance experiment, conducted after 75 hours of catalyst operation, (g) are supplied: methanol 1.9200, formic acid 0.00368, cumene 0.009616, cumene hydroperoxide 0.01218. The total content of products in the absorbers in this experiment is (g): methanol 0.7430, formic acid 0.0000, cumene 0.00285, cumene hydroperoxide 0.00569, which corresponds to the following values of the conversion of substances (%): methanol 61.3, formic acid 100, cumene 70.4, cumene hydroperoxides 53.3. When unloading, it turned out that the palladium catalyst was more than half coated with resinous products.

Пример 4 (для сравнения)
В реактор, описанный в примере 1, загружают 12 мл твердого контакта, подготовленного согласно примеру 2; палладий-содержащий катализатор не загружают. В реактор подают парогазовый поток состава, приведенного в примере 1, со скоростью 90 л/ч. Объемная скорость подачи очищаемого потока 7500 ч-1. Температура реакции, обеспечиваемая подачей дополнительного количества воздуха (при отключенном электрообогреве печи реактора), составляет 290oC. За время четырехчасового балансового опыта, проведенного через 150 часов работы катализатора, подают (г): метанола 7,200, муравьиной кислоты 0,0138, кумола 0,1803, гидроперекиси кумола 0,2283. Суммарное содержание продуктов в поглотителях в этом опыте составляет (г): метанола 6,547, муравьиной кислоты 0,0000, кумола 0,1554, гидроперекиси кумола 0,2011, что соответствует следующим значениям конверсии веществ (%): метанола 9,07, муравьиной кислоты 100, кумола 13,8, гидроперекиси кумола 11,9. При выгрузке твердого контакта осмоление не обнаружено.
Example 4 (for comparison)
In the reactor described in example 1, load 12 ml of solid contact prepared according to example 2; the palladium-containing catalyst is not charged. A steam-gas stream of the composition shown in Example 1 is supplied to the reactor at a rate of 90 l / h. The volumetric feed rate of the cleaned stream is 7500 h -1 . The reaction temperature provided by supplying an additional amount of air (with the electric heating of the reactor furnace turned off) is 290 o C. During the four-hour balance experiment, conducted after 150 hours of catalyst operation, (g) is supplied: methanol 7,200, formic acid 0,0138, cumene 0 , 1803, cumene hydroperoxides 0.2283. The total content of products in the absorbers in this experiment is (g): methanol 6.547, formic acid 0.0000, cumene 0.1554, cumene hydroperoxide 0.2011, which corresponds to the following values of the conversion of substances (%): methanol 9.07, formic acid 100, cumene 13.8, cumene hydroperoxides 11.9. When unloading a solid contact, no tarring was detected.

Данные примеров 1-4 сведены в таблицу. The data of examples 1-4 are summarized in table.

Анализ данных таблицы свидетельствует о том, что использование каталитической композиции с применением твердого контакта с удельной поверхностью 0,2 - 1,0 м/г, прокаленного при температуре 800 - 1350oC, и палладиевого катализатора с содержанием металла 0,1 - 3% обеспечивает эффективную очистку парогазового потока, содержащего органические примеси в количестве более 1,0 об. %, в присутствии кислорода при объемной скорости 3500 - 10000 ч-1 и температуре реакции 240 - 290oC, обусловленной подачей дополнительного количества воздуха (в адиабатическом режиме, без подвода тепла извне) в течение более 150 часов; осмоления катализатора при этом не наблюдается. В отсутствие твердого контакта даже при повышенном содержании палладия (3%) при пониженной объемной скорости (2000 ч-1) и повышенной температуре реакции (290oC) уже через 75 часов работы катализатор осмоляется и эффективность очистки потока от органических соединений значительно снижается. В отсутствие палладиевого контакта даже после длительного пробега (150 часов) осмоления твердого контакта не происходит. Однако конверсия вредных органических веществ незначительна и очистка газового потока практически не происходит.An analysis of the data in the table indicates that the use of a catalytic composition using solid contact with a specific surface area of 0.2 - 1.0 m / g, calcined at a temperature of 800 - 1350 o C, and a palladium catalyst with a metal content of 0.1 - 3% provides effective cleaning of the gas-vapor stream containing organic impurities in an amount of more than 1.0 vol. %, in the presence of oxygen at a space velocity of 3500 - 10000 h -1 and a reaction temperature of 240 - 290 o C, due to the supply of an additional amount of air (in adiabatic mode, without supplying heat from the outside) for more than 150 hours; no resinification of the catalyst is observed. In the absence of solid contact, even with an increased palladium content (3%) at a reduced space velocity (2000 h -1 ) and an increased reaction temperature (290 o C), after 75 hours of operation, the catalyst is resinized and the efficiency of purification of the stream from organic compounds is significantly reduced. In the absence of palladium contact, even after a long run (150 hours), no solid contact is resinized. However, the conversion of harmful organic substances is insignificant and gas stream purification practically does not occur.

Claims (2)

1. Способ очистки промышленных газовых выбросов от ароматических соединений, в том числе от гидроперекисей, и алифатических соединений, в том числе от метанола, при содержании последнего более 1,0 об.%, заключающийся в том, что осуществляют пропускание газовых выбросов в присутствии кислорода через каталитическую систему при 240°С - 290°С, причем каталитическая система состоит из твердого контакта с удельной поверхностью 0,2 - 1,0 м2/г, предварительно прокаленного при 800 - 1350°С, и катализатора, содержащего 0,1 - 3,0% палладия на оксидно-алюминиевом носителе.1. The method of purification of industrial gas emissions from aromatic compounds, including hydroperoxides, and aliphatic compounds, including methanol, with a content of the latter of more than 1.0 vol.%, Which consists in transmitting gas emissions in the presence of oxygen through the catalytic system at 240 ° C - 290 ° C, and the catalytic system consists of solid contact with a specific surface area of 0.2 - 1.0 m 2 / g, previously calcined at 800 - 1350 ° C, and a catalyst containing 0.1 - 3.0% palladium on alumina nose body. 2. Способ по п. 1, заключающийся в том, что используют твердый контакт состава, мас.%:
Оксид алюминия - 5,0 - 30,0
Оксид железа (II) - 0,1 - 5,0
Оксид магния - 0,1 - 5,0
Оксид кальция - 0,1 - 5,0
Оксид калия - 0,1 - 3,0
Оксид натрия - 0,1 - 3,0
Оксид титана (IV) - 0,1 - 3,0
Оксид кремния - Остальное
3. Способ по п. 1, заключающийся в том, что процесс проводят в присутствии палладия, нанесенного на активную окись алюминия.
2. The method according to p. 1, which consists in using a solid contact composition, wt.%:
Alumina - 5.0 - 30.0
Iron oxide (II) - 0.1 - 5.0
Magnesium Oxide - 0.1 - 5.0
Calcium oxide - 0.1 - 5.0
Potassium oxide - 0.1 - 3.0
Sodium oxide - 0.1 - 3.0
Titanium (IV) oxide - 0.1 - 3.0
Silica - Else
3. The method according to p. 1, which consists in the fact that the process is carried out in the presence of palladium supported on active alumina.
RU2000126922/12A 2000-10-26 2000-10-26 Method of cleaning of industrial gaseous effluents RU2171706C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000126922/12A RU2171706C1 (en) 2000-10-26 2000-10-26 Method of cleaning of industrial gaseous effluents

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000126922/12A RU2171706C1 (en) 2000-10-26 2000-10-26 Method of cleaning of industrial gaseous effluents

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2171706C1 true RU2171706C1 (en) 2001-08-10

Family

ID=48231154

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000126922/12A RU2171706C1 (en) 2000-10-26 2000-10-26 Method of cleaning of industrial gaseous effluents

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2171706C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2347612C2 (en) Catalyst for production of acrylonitrile
ES2436038T3 (en) Catalytic composition for the dehydrogenation of alkylaromatic hydrocarbons
US4405507A (en) Ozone abatement catalyst having improved durability and low temperature performance
SA93140424B1 (en) Process for preparing light olefins by dehydrogenating isotropic paraffins
KR101301805B1 (en) Method of removing impurities from a gas
JP3434512B2 (en) Dehydrogenation method
BRPI0512020A (en) catalyst regeneration process
US6328941B1 (en) Thermal decomposition of N2O
JP2007260667A (en) Photocatalyst activation system and method for activating photocatalyst
ATE74109T1 (en) CATALYSTS TO SEPARATE OXYGEN FROM AIR BY ABSORPTION.
RU2349379C2 (en) Acrylonitrile production catalyst
US7033547B1 (en) Exhaust gas treating apparatus and vehicle equipped with the apparatus
RU2171706C1 (en) Method of cleaning of industrial gaseous effluents
Ivanova et al. New and Future Developments in Catalysis: Chapter 9. Structured Catalysts for Volatile Organic Compound Removal
RU2159666C1 (en) Method of cleaning industrial gas emissions
TW381977B (en) Process for removing nitrogen oxides from gases
JP5483723B2 (en) Nitrous oxide decomposition catalyst and purification method of gas containing nitrous oxide using the same
Hung Synthesis, reactivity, and cytotoxicity effect of Pt-Pd-Rh nanocomposite cordierite catalyst during oxidation of ammonia processes
CN100450581C (en) Improved configuration and process for carbonyl removal
JP4512748B2 (en) Catalyst for water gas conversion reaction
WO1999003806A1 (en) Process for producing styrene
JP2007313487A (en) Catalyst for water gas shift reaction, and method for water gas shift reaction using the same
RU2140811C1 (en) Method of cleaning of industrial gas effluents from organic oxygen-containing compounds
EP1237644B1 (en) Method of cleaning industrial waste gases
JPS63197548A (en) Manganese and ferrite catalyst

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091027