RU2195366C1

RU2195366C1 - Ammonia conversion-involved nonplatinoid oxide catalytic member

Info

Publication number: RU2195366C1
Application number: RU2001130796/12A
Authority: RU
Inventors: Е.А. Бруштейн; В.И. Чернышев; С.М. Кононов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Алвиго-М"
Priority date: 2001-11-16
Filing date: 2001-11-16
Publication date: 2002-12-27

Abstract

FIELD: inorganic synthesis catalysts. SUBSTANCE: catalytic member is made in the form of bed consisting of distinct prisms provided with honeycomb channels, each prism having equivalent diameter and height equal, respectively, to 4-100 and 2-75 equivalent diameters of honeycomb channel. Prisms are arranged in spaced relation to each other with gapes equal to 0.20-0.55 equivalent diameters of honeycomb channel. Such catalytic members can be used in production of nitric and hydrocyanic acids as well as hydroxylamine sulfate as second-step catalyst disposed after first-step catalyst (in gas downstream direction) made in the form of platinoid grids' pile. EFFECT: increased lifetime and efficiency. 4 cl, 8 dwg, 5 ex

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к сотовым неплатиноидным оксидным каталитическим элементам для конверсии аммиака и может использоваться преимущественно в производствах азотной и синильной кислот, а также гидроксиламинсульфата, например, в качестве катализатора второй ступени, расположенного за катализатором первой ступени (по ходу газа), выполненным в виде пакета платиноидных сеток.FIELD OF THE INVENTION
The invention relates to cellular non-platinoid oxide catalytic elements for the conversion of ammonia and can be used mainly in the production of nitric and hydrocyanic acids, as well as hydroxylamine sulfate, for example, as a second-stage catalyst located behind the first-stage catalyst (along the gas), made in the form of a platinum grids.

Уровень техники
Известен неплатиноидный оксидный каталитический элемент для конверсии аммиака в виде слоя из отдельных призм, имеющих сотовые каналы, которые соединены боковыми гранями без зазоров (ЕР 0260704, 1988). /Призма - многогранник, две грани которого (основания) - равные многоугольники, расположенные в параллельных плоскостях, а другие грани (боковые) - параллелограммы - Советский энциклопедический словарь, М.: Советская энциклопедия, 1987, с. 1059/. Недостаток этого каталитического элемента заключается в малых термической прочности и сроке службы.State of the art
Known non-platinum oxide catalyst element for the conversion of ammonia in the form of a layer of individual prisms having honeycomb channels that are connected by side faces without gaps (EP 0260704, 1988). / Prism is a polyhedron, whose two faces (bases) are equal polygons located in parallel planes, and the other faces (side) are parallelograms - Soviet Encyclopedic Dictionary, M .: Soviet Encyclopedia, 1987, p. 1059 /. The disadvantage of this catalytic element is its low thermal strength and service life.

Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является неплатиноидный оксидный каталитический элемент для конверсии аммиака в виде слоя из отдельных призм, снабженных сотовыми каналами и соединенных боковыми гранями без зазоров. Каждая из призм имеет эквивалентный диаметр основания и высоту, равные соответственно 4-100 и 2-75 эквивалентных диаметров сотового канала (RU, 2128081, 1999). /Эквивалентный диаметр - известное понятие в гидродинамике, он равен четырем площадям перпендикулярного сечения канала, деленным на периметр этого сечения - см. учебник А.Г.Касаткин "Основные процессы и аппараты химической технологии", М.: Химия, 1973, с. 37/. The closest in technical essence to the present invention is a non-platinum oxide catalytic element for the conversion of ammonia in the form of a layer of individual prisms equipped with honeycomb channels and connected by side faces without gaps. Each of the prisms has an equivalent base diameter and height equal to 4-100 and 2-75 equivalent diameters of the honeycomb channel, respectively (RU, 2128081, 1999). / Equivalent diameter is a well-known concept in hydrodynamics, it is equal to four areas of the perpendicular section of the channel divided by the perimeter of this section - see the textbook A. G. Kasatkin “Basic processes and apparatuses of chemical technology”, M .: Chemistry, 1973, p. 37 /.

Главный недостаток каталитического элемента ближайшего аналога заключается в малом сроке службы и недостаточной эффективности работы. Этот недостаток обусловлен тем, что при пусках и остановках реактора конверсии аммиака происходит резкое нагревание или охлаждение стенок реактора и каталитических призм, вызывающие изменения их размеров. Размещение призм в слое без зазоров между их боковыми гранями является причиной, которая при работе сотового катализатора вызывает "вспучивание" слоя призм и их частичное разрушение. "Вспучивание" слоя призм каталитического элемента для конверсии аммиака второй ступени может приводить к возникновению свободных объемов между этим каталитическим элементом и катализатором первой ступени в виде пакета платиноидных сеток. Данный факт и частичное разрушение призм неплатиноидного оксидного каталитического элемента приводят к снижению степени конверсии аммиака до целевого продукта (NO в производствах азотной кислоты и гидроксиламинсульфата и HCN в производстве синильной кислоты). The main disadvantage of the catalytic element of the closest analogue is the short service life and insufficient work efficiency. This disadvantage is due to the fact that during start-ups and shutdowns of the ammonia conversion reactor, there is a sharp heating or cooling of the walls of the reactor and catalytic prisms, causing changes in their size. The placement of prisms in the layer without gaps between their side faces is the reason that, when the honeycomb catalyst is working, it causes the layer of prisms to “swell” and partially destroy them. The "swelling" of the layer of prisms of the catalytic element for the conversion of ammonia of the second stage can lead to the appearance of free volumes between this catalytic element and the catalyst of the first stage in the form of a packet of platinum chains. This fact and partial destruction of the prisms of the non-platinum oxide catalyst element lead to a decrease in the degree of conversion of ammonia to the target product (NO in the production of nitric acid and hydroxylamine sulfate and HCN in the production of hydrocyanic acid).

Сущность изобретения
Техническая задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании неплатиноидного оксидного каталитического элемента для конверсии аммиака, который обеспечивает увеличение срока службы и эффективности работы.SUMMARY OF THE INVENTION
The technical problem to which the present invention is directed, is to create a non-platinum oxide catalytic element for the conversion of ammonia, which provides an increase in service life and operational efficiency.

Данная техническая задача достигается тем, что в неплатиноидном оксидном каталитическом элементе для конверсии аммиака в виде слоя из отдельных призм, снабженных сотовыми каналами, каждая из которых имеет эквивалентный диаметр основания и высоту, равные соответственно 4-100 и 2-75 эквивалентных диаметров сотового канала, соседние призмы установлены относительно друг друга с зазорами между боковыми гранями, составляющими от 0,20 до 0,55 эквивалентных диаметров сотового канала. Основание призмы имеет формы трех-, или четырех-, или шестиугольника. Четырехугольник может быть прямоугольником или квадратом. В том случае, когда призмы имеют основания в виде прямоугольников, в частности квадратов, призмы размещают таким образом, что они образуют параллельные ряды во взаимно перпендикулярных направлениях. This technical problem is achieved in that in the non-platinum oxide catalytic element for the conversion of ammonia in the form of a layer of separate prisms equipped with honeycomb channels, each of which has an equivalent base diameter and a height of 4-100 and 2-75 equivalent diameters of the honeycomb channel, respectively adjacent prisms are mounted relative to each other with gaps between the side faces of 0.20 to 0.55 equivalent diameters of the honeycomb channel. The base of the prism has the shape of a tri- or quad- or hexagon. A quad may be a rectangle or a square. In the case where the prisms have bases in the form of rectangles, in particular squares, the prisms are placed in such a way that they form parallel rows in mutually perpendicular directions.

Основные отличительные признаки сотового неплатиноидного оксидного каталитического элемента для конверсии аммиака в соответствии с настоящим изобретением состоят в том, что соседние призмы установлены относительно друг друга с зазорами между боковыми гранями, составляющими от 0,20 от 0,55 эквивалентных диаметров сотового канала. The main distinguishing features of the honeycomb non-platinum oxide catalyst element for the conversion of ammonia in accordance with the present invention are that adjacent prisms are mounted relative to each other with gaps between the side faces of between 0.20 and 0.55 equivalent diameters of the honeycomb channel.

Дополнительные отличительные признаки каталитического элемента заключаются в том, что призмы имеют основания в виде трех-, или четырех-, или шестиугольника, а также прямоугольников, в частности квадратов, и созданные из них параллельные ряды образованы в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Additional distinctive features of the catalytic element are that the prisms have bases in the form of a three-, or four-, or hexagon, as well as rectangles, in particular squares, and the parallel rows created from them are formed in two mutually perpendicular directions.

На фиг.1 изображен размещенный в корпусе реактора неплатиноидный оксидный каталитический элемент для конверсии аммиака, вид сбоку в продольном разрезе; на фиг.2а-в изображены виды сверху на данный каталитический элемент, выполненный из призм, имеющих в основании соответственно трех-, или четырех-, или шестиугольник; на фиг.3а-в изображены в аксонометрии три отдельные призмы, имеющие в основании трех-, или четырех, или шестиугольник; на фиг.4 практически повторяется фиг.1 с тем отличием, что на каталитическом элементе изображен пакет платиноидных каталитических сеток, являющийся катализатором первой ступени. Figure 1 shows a non-platinum oxide catalytic element disposed in a reactor vessel for converting ammonia, a side view in longitudinal section; on figa-in depicts top views of a given catalytic element made of prisms having at the base, respectively, a tri-, or four-, or hexagon; on figa-in depicted in a perspective view of three separate prisms having at the base of three, or four, or a hexagon; figure 4 is practically repeated figure 1 with the difference that on the catalytic element depicts a package of platinum catalyst networks, which is a catalyst of the first stage.

Неплатиноидный каталитический элемент в соответствии с настоящим изобретением размещен в корпусе реактора 1 на поддерживающем устройстве 2 и выполнен в виде слоя 3 из расположенных параллельными рядами призм либо 4, либо 5, либо 6, которые установлены относительно друг друга с зазорами δ. Призмы снабжены сквозными сотовыми каналами 7 и могут иметь в основании либо треугольник - призма 4, либо четырехугольник (прямоугольник) - призма 5, либо шестиугольник - призма 6. В том случае, когда призмы имеют основания в виде прямоугольников, в частности квадратов 5, созданные из них параллельные ряды образованы в двух взаимно перпендикулярных направлениях (фиг.2б). Эквивалентный диаметр основания призмы Di (где i=3, 4, 6), ее высота Н и зазор между призмами δ составляют соответственно 4-100, 2-75, и 0,20-55 эквивалентных диаметров сотового канала 7, который вычисляется по описанной формуле, а именно: d = 4S/P, где S и Р - площадь и периметр поперечного сечения сотового канала. В случае использования неплатиноидного оксидного каталитического элемента в качестве катализатора для конверсии аммиака второй ступени на нем сверху располагается пакет платиноидных сеток 8 (см. фиг.4), являющийся катализатором первой ступени. The non-platinoid catalytic element in accordance with the present invention is housed in a reactor vessel 1 on a support device 2 and is made in the form of a layer 3 of prisms either 4, 5, or 6 arranged in parallel rows, which are installed relative to each other with gaps δ. The prisms are equipped with through honeycomb channels 7 and can have either a triangle - prism 4, or a quadrangle (rectangle) - prism 5, or a hexagon - prism 6. In the case when the prisms have bases in the form of rectangles, in particular squares 5, created of which parallel rows are formed in two mutually perpendicular directions (figb). The equivalent diameter of the base of the prism Di (where i = 3, 4, 6), its height H and the gap between the prisms δ are 4-100, 2-75, and 0.20-55 equivalent diameters of the honeycomb channel 7, which is calculated as described formula, namely: d = 4S / P, where S and P are the area and perimeter of the cross section of the cellular channel. In the case of using a non-platinum oxide catalyst element as a catalyst for the conversion of ammonia of the second stage, a packet of platinum networks 8 (see FIG. 4), which is the catalyst of the first stage, is located on top of it.

Неплатиноидный оксидный каталитический элемент для конверсии аммиака работает следующим образом. Газовая смесь, включающая аммиак и кислородсодержащий газ, поступает в корпус реактора 1 и, двигаясь в нем сверху вниз (см. стрелки на фиг.1), проходит сквозь сотовые каналы 7 призм либо 4, либо 5, либо 6 каталитического элемента 3. На внутренних поверхностях сотовых каналов 7 происходит каталитическая конверсия аммиака до целевого продукта. Non-platinum oxide catalyst element for the conversion of ammonia works as follows. The gas mixture, including ammonia and oxygen-containing gas, enters the reactor vessel 1 and, moving in it from top to bottom (see arrows in Fig. 1), passes through the cell channels of the 7 prisms, either 4, 5, or 6 of the catalytic element 3. On the internal surfaces of the cellular channels 7 is a catalytic conversion of ammonia to the target product.

Целевыми продуктами являются: в производстве азотной кислоты и гидроксиламинсульфата NO; в производстве синильной кислоты - HCN. Образовавшаяся в результате конверсии аммиака газовая смесь, содержащая целевой продукт, сквозь поддерживающее устройство 2 выходит из корпуса реактора 1. Если каталитический элемент используют в качестве катализатора для конверсии аммиака второй ступени, т.е. в случае, когда первой ступенью по ходу газовой смеси является пакет платиноидных каталитических сеток, каталитический элемент работает так, как описано выше, но с тем отличием, что исходная газовая смесь предварительно проходит сквозь пакет платиноидных сеток 8 (см. фиг.4). Target products are: in the production of nitric acid and NO hydroxylamine sulfate; in the production of hydrocyanic acid - HCN. The gas mixture resulting from the conversion of ammonia containing the target product leaves the reactor vessel 1 through the support device 2. If the catalytic element is used as a catalyst for the conversion of ammonia of the second stage, i.e. in the case when the first step along the gas mixture is a packet of platinum catalyst networks, the catalyst element operates as described above, but with the difference that the initial gas mixture passes through the packet of platinum networks 8 (see Fig. 4).

Результаты испытаний неплатиноидного оксидного каталитического элемента для конверсии аммиака по настоящему изобретению, а также других подобных каталитических элементов, в частности каталитического элемента ближайшего аналога, представлены ниже. The test results of the non-platinum oxide catalyst element for the conversion of ammonia of the present invention, as well as other similar catalytic elements, in particular the catalyst element of the closest analogue, are presented below.

Пример 1 (каталитический элемент по настоящему изобретению). Испытания неплатиноидного оксидного каталитического элемента для конверсии аммиака проводят в отечественной установке по производству азотной кислоты мощностью 355 т НNО₃/сут, имеющей реактор конверсии аммиака с рабочим диаметром 1650 мм. На поддерживающем устройстве реактора размещен неплатиноидный оксидный каталитический элемент в виде слоя из 401-й отдельной призмы с квадратными основаниями 72 х 72 мм.Example 1 (catalytic element of the present invention). Tests of the non-platinum oxide catalytic element for ammonia conversion are carried out in a domestic nitric acid production plant with a capacity of 355 t HNO ₃ / day, having an ammonia conversion reactor with a working diameter of 1650 mm. A non-platinum oxide catalytic element is placed on the reactor support device in the form of a layer from the 401st separate prism with square bases of 72 x 72 mm.

Каждая призма имеет 100 сотовых каналов с квадратным сечением 5х5 мм. Эквивалентный диаметр сотового канала - 5 мм. Толщина стенки между соседними сотовыми каналами - 2 мм. Высота призмы - 50 мм. Состав сотового неплатиноидного оксидного катализатора, маc.%: Fе₂О₃ 75; Аl₂О₃ 20; алюмосиликаты 5. Призмы установлены параллельными рядами в двух взаимно перпендикулярных направлениях и размещены относительно друг друга с зазорами, равными 0,20 эквивалентных диаметра сотового канала. Неплатиноидный оксидный каталитический элемент является катализатором конверсии аммиака второй ступени (по ходу газа). На этом слое лежит катализатор конверсии аммиака первой ступени, выполненный в виде пакета из восьми тканых платиноидных сеток состава, мас.%: Pt 81; Pd 15; Rh 3,5; Ru 0,5. Толщина проволоки в сетке - 0,092 мм, число отверстий на 1 см² - 1024. Производят пуск реактора в работу со следующими стационарными технологическими параметрами:
- расход аммиачно-воздушной смеси (АВС) в реактор - 64000 нм³/ч;
- концентрация аммиака в смеси - 10,0 об.%;
- температуры АВС и нитрозного газа, образовавшегося за двухступенчатым катализатором, равны соответственно 200 и 900^oС. Период эксплуатации двухступенчатого катализатора составил 3000 ч. За этот период средняя степень конверсии NH₃ до NO составила 93,6%. После остановки реактора и демонтажа пакета платиноидного оксидного катализатора первой ступени установлено, что ни одна из всех призм сотового неплатиноидного оксидного катализатора не подверглась разрушению. Гарантийный срок службы каталитических призм без разрушения - 1 год.Each prism has 100 cellular channels with a square section of 5x5 mm. The equivalent diameter of the honeycomb channel is 5 mm. The wall thickness between adjacent cellular channels is 2 mm. The height of the prism is 50 mm. The composition of the cellular non-platinoid oxide catalyst, wt.%: Fe ₂ About ₃ 75; Al ₂ O ₃ 20; aluminosilicates 5. Prisms are installed in parallel rows in two mutually perpendicular directions and are placed relative to each other with gaps equal to 0.20 equivalent to the diameter of the honeycomb channel. The non-platinum oxide catalytic element is a catalyst for the conversion of ammonia of the second stage (along the gas). On this layer lies the first stage ammonia conversion catalyst, made in the form of a packet of eight woven platinoid nets of the composition, wt.%: Pt 81; Pd 15; Rh 3.5; Ru 0.5. The thickness of the wire in the grid is 0,092 mm, the number of holes per 1 cm ² is 1024. The reactor is put into operation with the following stationary technological parameters:
- consumption of ammonia-air mixture (ABC) in the reactor - 64000 nm ³ / h;
- the concentration of ammonia in the mixture is 10.0 vol.%;
- the temperatures of the ABC and nitrous gas formed behind the two-stage catalyst are 200 and 900 ^° C, respectively ^. The period of operation of the two-stage catalyst was 3000 hours. During this period, the average degree of conversion of NH ₃ to NO was 93.6%. After stopping the reactor and dismantling the first stage platinum oxide catalyst package, it was found that none of all the prisms of the cellular non-platinum oxide catalyst was destroyed. The guaranteed service life of catalytic prisms without destruction is 1 year.

Пример 2 (каталитический элемент по настоящему изобретению). Все так же, как в примере 1, со следующими отличиями. 382 Отдельные призмы размещены относительно друг друга с зазорами, равными 0,55 эквивалентных диаметров сотового канала. За период эксплуатации двухступенчатого катализатора средняя степень конверсии NH₃ до NO составила 93,4%. После периода эксплуатации установлено, что ни одна из призм сотового неплатиноидного оксидного катализатора не подверглась разрушению. Гарантийный срок службы каталитических призм без разрушения - 1 год.Example 2 (catalytic element of the present invention). Everything is the same as in example 1, with the following differences. 382 Separate prisms are placed relative to each other with gaps equal to 0.55 equivalent diameters of the cell channel. During the operation period of the two-stage catalyst, the average degree of conversion of NH ₃ to NO was 93.4%. After a period of operation, it was found that not one of the prisms of the cellular non-platinoid oxide catalyst was destroyed. The guaranteed service life of catalytic prisms without destruction is 1 year.

Пример 3 (каталитический элемент по настоящему изобретению). Все так же, как в примере 1, со следующими отличиями. 393 Отдельные призмы размещены относительно друг друга с зазорами, равными 0,36 эквивалентных диаметров сотового канала. За период эксплуатации двухступенчатого катализатора средняя степень конверсии NH₃ до NO составила 93,5%. После периода эксплуатации установлено, что ни одна из всех призм сотового неплатиноидного оксидного катализатора не подверглась разрушению. Гарантийный срок службы каталитических призм без разрушения - 1 год.Example 3 (catalytic element of the present invention). Everything is the same as in example 1, with the following differences. 393 Separate prisms are placed relative to each other with gaps equal to 0.36 equivalent diameters of the cell channel. During the operation of the two-stage catalyst, the average degree of conversion of NH ₃ to NO was 93.5%. After a period of operation, it was found that not one of all the prisms of the cellular non-platinoid oxide catalyst was destroyed. The guaranteed service life of catalytic prisms without destruction is 1 year.

Пример 4 (каталитический элемент с зазорами между призмами ниже нижнего предела в формуле изобретения). Все так же, как в примере 1, со следующими отличиями. 402 Отдельные призмы размещены относительно друг друга с зазорами, равными 0,18 эквивалентных диаметров сотового канала. За период эксплуатации двухступенчатого катализатора средняя степень конверсии NН₃ до NO составила 91,8%. После периода эксплуатации установлено, что 17,7% призм сотового неплатиноидного оксидного катализатора оказались разрушенными.Example 4 (catalytic element with gaps between the prisms below the lower limit in the claims). Everything is the same as in example 1, with the following differences. 402 Individual prisms are placed relative to each other with gaps equal to 0.18 equivalent diameters of the honeycomb channel. During the operation period of the two-stage catalyst, the average degree of conversion of NH ₃ to NO was 91.8%. After a period of operation, it was found that 17.7% of the prisms of the cellular non-platinoid oxide catalyst were destroyed.

Пример 5 (каталитический элемент с зазорами между призмами выше верхнего предела в формуле изобретения). Все так же, как в примере 1, со следующими отличиями. 381 Отдельные призмы размещены относительно друг друга с зазорами, равными 0,57 эквивалентных диаметров сотового канала. За период эксплуатации двухступенчатого катализатора средняя степень конверсии NH₃ до NO составила 92,6%. После периода эксплуатации установлено, что ни одна из всех призм сотового неплатиноидного оксидного катализатора не подверглась разрушению.Example 5 (catalytic element with gaps between the prisms above the upper limit in the claims). Everything is the same as in example 1, with the following differences. 381 Separate prisms are placed relative to each other with gaps equal to 0.57 equivalent diameters of the honeycomb channel. During the operation period of the two-stage catalyst, the average degree of conversion of NH ₃ to NO was 92.6%. After a period of operation, it was found that not one of all the prisms of the cellular non-platinoid oxide catalyst was destroyed.

Пример 6 (каталитический элемент ближайшего аналога). Все так же, как в примере 1, со следующими отличиями. 412 Отдельных призм размещены относительно друг друга без зазоров между их боковыми гранями. Призмы уложены параллельными рядами, расположенными только в одном направлении. За период эксплуатации средняя степень конверсии NН₃ до NO составила 91,6%. После периода эксплуатации установлено, что 25,7% призм сотового неплатиноидного оксидного катализатора оказались разрушенными.Example 6 (catalytic element of the closest analogue). Everything is the same as in example 1, with the following differences. 412 Individual prisms are placed relative to each other without gaps between their side faces. Prisms are laid in parallel rows located in only one direction. During the operation period, the average degree of conversion of NH ₃ to NO was 91.6%. After a period of operation, it was found that 25.7% of the prisms of the cellular non-platinoid oxide catalyst were destroyed.

Из сравнения результатов, представленных в примерах 1-3 (каталитический элемент по настоящему изобретению), с результатами в примере 6 (каталитический элемент ближайшего аналога) видно, что предлагаемый неплатиноидный оксидный каталитический элемент обеспечивает гарантированное увеличение срока службы до 1 года (8760 ч), т.е. в 2,92 раза и повышение эффективности работы в составе двухступенчатой каталитической системы с пакетом платиноидных сеток в качестве первой ступени - средняя степень конверсии NН₃ до NO возросла с 91,6% в каталитическом элементе-прототипе до 93,5 в предлагаемом каталитическом элементе (прирост степени конверсии NН₃ до NO на 1% соответствует уменьшению удельного расхода NН₃ в производстве азотной кислоты на 3 кг NН₃/т НNО₃).From a comparison of the results presented in examples 1-3 (catalytic element of the present invention), with the results in example 6 (catalytic element of the closest analogue) it is seen that the proposed non-platinum oxide catalyst element provides a guaranteed increase in service life up to 1 year (8760 h), those. 2.92 times and increased work efficiency as part of a two-stage catalytic system with a package of platinum networks as the first stage - the average degree of conversion of NH ₃ to NO increased from 91.6% in the prototype catalytic element to 93.5 in the proposed catalytic element ( an increase in the degree of conversion of NH ₃ to NO by 1% corresponds to a decrease in the specific consumption of NH ₃ in the production of nitric acid by 3 kg NH ₃ / t HNO ₃ ).

Из сравнения данных примеров 1-3 (каталитический элемент по настоящему изобретению) с результатами в примера 4 (каталитический элемент с зазорами между призмами ниже нижнего предела в формуле изобретения) видно, что срок службы и эффективность работы каталитического элемента в примере 4 в составе двухступенчатой каталитической системы конверсии аммиака существенно ниже таковых в двухступенчатой каталитической системе, с предлагаемым оксидным неплатиноидным каталитическим элементом по настоящему изобретению. Эти недостатки объясняются причинами, описанными выше (см. выше описание недостатков каталитического элемента ближайшего аналога прототипа), поскольку каталитический элемент в примере 4 приближается к каталитическому элементу-прототипу в примере 6. From a comparison of the data of examples 1-3 (the catalytic element of the present invention) with the results in example 4 (the catalytic element with gaps between the prisms below the lower limit in the claims) it can be seen that the service life and efficiency of the catalytic element in example 4 as part of a two-stage catalytic ammonia conversion systems are substantially lower than those in the two-stage catalyst system, with the inventive oxide non-platinoid catalyst element of the present invention. These disadvantages are explained by the reasons described above (see the above description of the disadvantages of the catalytic element of the closest analogue of the prototype), since the catalytic element in example 4 approaches the catalytic element of the prototype in example 6.

Из сравнения результатов примеров 1-3 (каталитический элемент по настоящему изобретению) с данными примера 5 (каталитический элемент с зазорами между призмами выше верхнего предела в формуле изобретения) видно, что, несмотря на сохранившуюся после периода эксплуатации двухступенчатой каталитической системы конверсии аммиака целостность призм, эффективность работы сотового оксидного неплатиноидного катализатора в составе двухступенчатой каталитической системы в примере 5 ниже, чем эффективность каталитического элемента по настоящему изобретению (примеры 1-3). Средняя степень конверсии NН₃ до NO упала с 93,5 до 92,6%. Это падение объясняется недостаточным количеством каталитических призм и существенно возросшим байпасом газовой смеси сквозь увеличенные зазоры между отдельными призмами.From a comparison of the results of examples 1-3 (the catalytic element of the present invention) with the data of example 5 (the catalytic element with gaps between the prisms above the upper limit in the claims), it can be seen that despite the integrity of the prisms that has remained after the operation period of the ammonia conversion system, the efficiency of the cellular oxide non-platinum catalyst in the two-stage catalyst system in example 5 is lower than the efficiency of the catalytic element of the present the invention (examples 1-3). The average degree of conversion of NH ₃ to NO fell from 93.5 to 92.6%. This drop is due to an insufficient number of catalytic prisms and a significantly increased bypass of the gas mixture through the increased gaps between the individual prisms.

Таким образом, настоящее изобретение может быть наилучшим образом применено в химической промышленности при производстве азотной и синильной кислот, а также гидроксиламинсульфата. Thus, the present invention can be best used in the chemical industry in the production of nitric and hydrocyanic acids, as well as hydroxylamine sulfate.

Claims

1. Non-platinum oxide catalytic element for the conversion of ammonia in the form of a layer of separate prisms equipped with honeycomb channels, each of which has an equivalent base diameter and height equal to 4 ÷ 100 and 2 ÷ 75 equivalent diameters of the honeycomb channel, characterized in that the adjacent prisms mounted relative to each other with gaps between the side faces of 0.20 to 0.55 equivalent diameters of the honeycomb channel.

2. The catalytic element according to claim 1, characterized in that the base of the prism has the shape of a three- or four- or hexagon.

3. The catalytic element according to claim 1, characterized in that the base of the prism has the shape of a quadrangle in the form of a rectangle or square.

4. The catalytic element according to claim 3, characterized in that the prisms are placed with gaps between the side faces in such a way that they form parallel rows in mutually perpendicular directions.