RU2748990C1 - Catalyst, its preparation method, and process of ammonia oxidation - Google Patents

Catalyst, its preparation method, and process of ammonia oxidation Download PDF

Info

Publication number
RU2748990C1
RU2748990C1 RU2020137398A RU2020137398A RU2748990C1 RU 2748990 C1 RU2748990 C1 RU 2748990C1 RU 2020137398 A RU2020137398 A RU 2020137398A RU 2020137398 A RU2020137398 A RU 2020137398A RU 2748990 C1 RU2748990 C1 RU 2748990C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
ammonia
meo
mixture
oxidation
Prior art date
Application number
RU2020137398A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Любовь Александровна Исупова
Андрей Анатольевич Марчук
Нина Александровна Куликовская
Анна Ильинична Детцель
Сергей Иванович Перегоедов
Василий Валерьевич Скрипко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр «Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук» (ИК СО РАН, Институт катализа СО РАН)
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр «Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук» (ИК СО РАН, Институт катализа СО РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр «Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук» (ИК СО РАН, Институт катализа СО РАН)
Priority to RU2020137398A priority Critical patent/RU2748990C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2748990C1 publication Critical patent/RU2748990C1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/78Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with alkali- or alkaline earth metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/84Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/84Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/85Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/88Molybdenum
    • B01J23/887Molybdenum containing in addition other metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/04Mixing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08Heat treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/20Nitrogen oxides; Oxyacids of nitrogen; Salts thereof
    • C01B21/24Nitric oxide (NO)
    • C01B21/26Preparation by catalytic or non-catalytic oxidation of ammonia

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to a catalyst of a block cellular structure for the oxidation of ammonia to nitric oxide (II), which is a mixed oxide of the general formula (MeO)x(Mg2-yMpyAl4Si5O18)1-x, where x=0.01-0.2, y=0.05-0.2, MeO is the active component of the catalyst, Me is Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Cr, V and/or their mixtures, Mr is the promoter, which is a mixture of Fe, K, Na, Li, Ca, Ti, and Mg2-yMpyAl4Si5O18 is the forming component of the catalyst, which has the cordierite structure. The invention also relates to a method for preparing a catalyst of a block cellular structure for the oxidation of ammonia to nitric oxide (II) and to the process of oxidation of ammonia to nitric oxide (II).
EFFECT: an increase in the activity and strength of the catalyst, an increase in the run time of the catalyst grids as part of a two-stage catalytic system.
4 cl, 2 tbl, 11 ex

Description

Изобретение относится к катализаторам для процесса окисления аммиака в оксид азота (II) в производстве слабой азотной кислоты.The invention relates to catalysts for the oxidation of ammonia to nitric oxide (II) in the production of weak nitric acid.

Основными промышленными катализаторами окисления аммиака в настоящее время являются сетки из платины и ее сплавов с палладием и родием. В условиях высокой стоимости металлов платиновой группы до сих пор актуальна задача сокращения финансовых затрат и материальных потерь платиноидов. В настоящее время эта задача в промышленности решается путем реализации процесса окисления на 2-ступенчатой каталитической системе, в которой в качестве 1й ступени используют неполный комплект платиноидных сеток, а в качестве 2й - слой оксидного катализатора.The main industrial catalysts for the oxidation of ammonia are currently networks of platinum and its alloys with palladium and rhodium. In the context of the high cost of platinum group metals, the task of reducing financial costs and material losses of platinoids is still urgent. Currently, this problem in industry is being solved by implementing the oxidation process on a 2-stage catalytic system, in which an incomplete set of platinoid grids is used as the first stage, and a layer of an oxide catalyst as the second stage.

Известны различные оксидные катализаторы окисления аммиака, в которых активным компонентом являются оксиды железа, хрома, кобальта, висмута, оксиды со структурой перовскита, гексаалюмината и другие.Various oxide catalysts for the oxidation of ammonia are known, in which the active component is oxides of iron, chromium, cobalt, bismuth, oxides with the structure of perovskite, hexaaluminate, and others.

Известен оксидный катализатор, получаемый смешением оксидов алюминия, железа, кальция и хрома с последующим таблетированием и прокаливанием при 875-900°С [SU 641985, B01J37/04, С01В1/00, 15.01.1979].Known oxide catalyst obtained by mixing oxides of aluminum, iron, calcium and chromium, followed by tableting and calcination at 875-900 ° C [SU 641985, B01J37 / 04, S01B1 / 00, 15.01.1979].

Известен катализатор окисления аммиака, содержащий 90-95 мас.% оксида железа и 5-10 мас.% оксида хрома, получаемый смешением нитратов железа и хрома, выдерживанием при 315°С, охлаждением, смешиванием с графитом с последующим таблетированием и прокаливанием при 560-650°С [FR 2119121, B01J23/89, С01В21/26, 04.08.1972].Known catalyst for the oxidation of ammonia, containing 90-95 wt.% Iron oxide and 5-10 wt.% Chromium oxide, obtained by mixing iron and chromium nitrates, holding at 315 ° C, cooling, mixing with graphite, followed by tableting and calcining at 560- 650 ° C [FR 2119121, B01J23 / 89, C01B21 / 26, 08/04/1972].

Известен оксидный катализатор в виде таблеток, состоящий из оксида железа и оксида алюминия [SU 1220193, B01J37/08, С01В21/26, 15.11.1994]. Способ приготовления катализатора заключается в смешении оксида железа и гидроксида алюминия в кислой среде с последующим терморазложением катализаторной массы при 600-700°С, измельчением, таблетированием и спеканием готовых таблеток. В пилотных испытаниях показана его работоспособность на второй стадии окисления аммиака.Known oxide catalyst in the form of tablets, consisting of iron oxide and aluminum oxide [SU 1220193, B01J37 / 08, S01B21 / 26, 15.11.1994]. The method for preparing the catalyst consists in mixing iron oxide and aluminum hydroxide in an acidic medium, followed by thermal decomposition of the catalyst mass at 600-700 ° C, grinding, tableting and sintering the finished tablets. Pilot tests have shown its performance at the second stage of ammonia oxidation.

К недостаткам таких катализаторов следует отнести значительное газодинамическое сопротивление слоя таблетированного катализатора, изменение фазового состава в процессе эксплуатации, наличие аммиака в газовом потоке после слоя катализатора, необходимость изготовления специальных корзин для загрузки катализатора в реактор, а также просыпи катализатора в процессе его эксплуатации.The disadvantages of such catalysts include significant gas-dynamic resistance of the pelleted catalyst bed, changes in the phase composition during operation, the presence of ammonia in the gas flow after the catalyst bed, the need to make special baskets for loading the catalyst into the reactor, and catalyst spills during its operation.

Эти недостатки устраняет применение массивных блочных оксидных катализаторов на основе простых и сложных оксидов [RU 2117528, B01J23/83, 20.08.1998; RU 2100068, B01J23/78, 27.12.1997]. These disadvantages are eliminated by the use of massive block oxide catalysts based on simple and complex oxides [RU 2117528, B01J23 / 83, 20.08.1998; RU 2100068, B01J23 / 78, 27.12.1997].

Известен блочный катализатор окисления аммиака, который представляет собой смешанные оксиды общей формулы (AxByO3z)k(MemOn)f, где: А - катион Са, Sr, Ва, Mg, Be, Ln или их смеси, В - катион Mn, Fe, Ni, Со, Cr, Cu, V или их смеси, х=0-2, y=1-2, z=0.8-1.7, MemOn - оксид алюминия и/или оксид кремния, циркония, хрома, алюмосиликаты, оксиды редкоземельных элементов (РЗЭ) или их смеси, m=1-3, n=1-2, k и f - мас.%, при отношении f/k=0.01-1 [US 6489264, B01J21/04, 03.12.2002]. Катализатор получают методом экструзионного формования катализаторных паст через специально разработанные фильеры. Пасты готовят смешением активного в реакции окисления аммиака порошка оксида AxByO3z (оксида железа или оксида со структурой перовскита) со структурообразующими и термостабилизирующими компонентами MemOn после введения электролита и других добавок, обеспечивающих необходимые реологические свойства паст, достаточную механическую прочность и термостабильность блоков, а также устойчивость их к термоциклам. Массивные блочные катализаторы содержат более 50 мас.% активного оксида и имеют форму квадратных или шестиугольных призм с размером стороны 45-80 мм, с каналами квадратного или треугольного сечения и минимальными размерами толщины стенки и стороны канала 1.6 мм и 3.2 мм соответственно. Применение этих катализаторов в агрегатах УКЛ-7 в качестве 2й ступени позволяет без снижения выхода оксидов азота увеличить пробег платиноидных сеток на 20-30% снизить загрузку и потери платиноидов, в 2-3 раза снизить газодинамическое сопротивление слоя катализатора по сравнению с таблетированным оксидным катализатором, и следовательно, энергетические затраты на подачу газа в реактор. Процесс становится более устойчивым, полностью отсутствует проскок аммиака, что повышает его безопасность [Чернышев В.И., Бруштейн Е.А. // Катализ в промышленности. 2001, № 3, С. 30].Known is a block catalyst for the oxidation of ammonia, which is a mixed oxide of the general formula (A x B y O 3z ) k (Me m O n ) f , where: A is the cation of Ca, Sr, Ba, Mg, Be, Ln or mixtures thereof, B - cation Mn, Fe, Ni, Co, Cr, Cu, V or mixtures thereof, x = 0-2, y = 1-2, z = 0.8-1.7, Me m O n - aluminum oxide and / or silicon oxide , zirconium, chromium, aluminosilicates, oxides of rare earth elements (REE) or mixtures thereof, m = 1-3, n = 1-2, k and f - wt.%, with a ratio f / k = 0.01-1 [US 6489264, B01J21 / 04, 03.12.2002]. The catalyst is obtained by extrusion molding of catalyst pastes through specially designed dies. Pastes are prepared by mixing the oxide powder A x B y O 3z (iron oxide or oxide with a perovskite structure), active in the reaction of ammonia oxidation, with structure-forming and heat-stabilizing components Me m O n after the introduction of an electrolyte and other additives that provide the necessary rheological properties of pastes, sufficient mechanical strength and thermal stability of blocks, as well as their resistance to thermal cycles. Massive block catalysts contain more than 50 wt% active oxide and are in the form of square or hexagonal prisms with a side size of 45-80 mm, with channels of a square or triangular cross-section and minimum dimensions of the wall and side thickness of the channel of 1.6 mm and 3.2 mm, respectively. The use of these catalysts in UKL-7 units as the 2nd stage makes it possible, without reducing the yield of nitrogen oxides, to increase the mileage of platinoid nets by 20-30%, to reduce the loading and losses of platinoids, to reduce the gas-dynamic resistance of the catalyst bed by a factor of 2-3 as compared to the pelleted oxide catalyst. and, consequently, the energy consumption for supplying gas to the reactor. The process becomes more stable, there is no ammonia breakthrough at all, which increases its safety [Chernyshev V.I., Brushtein E.A. // Catalysis in industry. 2001, No. 3, S. 30].

Известен катализатор, включающий в качестве активного компонента оксиды Со, Fe, Bi, Cr, Mn и их смеси, которые могут иметь добавку из группы, включающей Zn, Се, Cd и Li, и термостойкий носитель монолитной структуры. Материалами носителя могут быть диоксиды титана, циркония и кремния, оксиды алюминия, церия, магния, щелочноземельных металлов, лантана, а также муллит, силикаты и тонкие фольги из сплава на основе оксидов железа. Содержание активного компонента в таком катализаторе составляет 15-25 мас.%. Носитель имеет каналы с гидравлическим диаметром 0.8-30 мм и объемом пустот 60-85%. Способ приготовления такого катализатора заключается в намазывании активного компонента из суспензий солей [RU 2106908, B01J23/78, С01В21/6, 20.03.1998]. Недостатком данного катализатора является достаточно низкий выход оксидов азота, что обусловлено, по-видимому, низкой селективностью катализатора, возможно, из-за взаимодействия активного компонента и носителя на стадии приготовления катализатора, а также низкая прочность покрытия, наносимого из суспензий.Known catalyst comprising as an active component oxides of Co, Fe, Bi, Cr, Mn and mixtures thereof, which may have an additive from the group including Zn, Ce, Cd and Li, and a heat-resistant support of a monolithic structure. The support materials can be titanium, zirconium and silicon dioxides, oxides of aluminum, cerium, magnesium, alkaline earth metals, lanthanum, as well as mullite, silicates and thin foils from an alloy based on iron oxides. The content of the active component in such a catalyst is 15-25 wt%. The carrier has channels with a hydraulic diameter of 0.8-30 mm and a void volume of 60-85%. The method of preparing such a catalyst consists in spreading the active component from salt suspensions [RU 2106908, B01J23 / 78, С01В21 / 6, 03/20/1998]. The disadvantage of this catalyst is a rather low yield of nitrogen oxides, which is apparently due to the low selectivity of the catalyst, possibly due to the interaction of the active component and the carrier at the stage of catalyst preparation, as well as the low strength of the coating applied from suspensions.

Известен блочный катализатор окисления аммиака, который представляет собой смешанные оксиды общей формулы (AxBy O3z)k(MmOn)f (NwPgOv)r, где: А - катион Ca, Sr, Ba, Mg, Be, Ln или их смеси, В - катион Mn, Fe, Ni, Co, Cr, Cu, V, Al или их смеси, х=0-2, y=1-2, z=0,8-1,7, М - это Al, Si, Zr, Cr, Ln, Mn, Fe, Co, Cu, V, Ca, Sr, Ba, Mg, Be или их смеси, m=1-3, n=1-2; N - это Ti, Al, Si, Zr, Ca, Mg, Ln, W, Mo или их смеси, Р - фосфор, О - кислород; w=0-2, g=0-2, v=1-3; k, f и r - мас.%, при отношении (k+f)/r=0-1, f/r=0-1, k/f=0-100 [RU 2251452, B01J23/78, С01В21/26, 10.05.2005]. Катализатор получают методом нанесения активного компонента на заранее подготовленный носитель, в качестве которого используют, например, диоксид титана, алюмосиликаты, кордиерит, муллит, корунд и другие термостабильные материалы с низкими значениями коэффициента термического расширения (КТР~10-6). Основными трудностями при разработке таких катализаторов являются взаимодействие активного компонента и носителя, что снижает активность катализатора и селективность процесса, а также низкая прочность покрытия из активного компонента, которое разрушается в процессе эксплуатации. Для уменьшения взаимодействия активного компонента и носителя, а также для увеличения прочности адгезии активного компонента и носителя на поверхность блочного носителя наносят термостабилизирующий компонент катализатора (вторичный носитель) методом пропитки из вязких полимерно-солевых композиций. Проверка устойчивости этих катализаторов к длительной работе в промышленных условиях в течение 3 месяцев показывает, что катализатор сохраняет высокую прочность, однако уровень активности и селективности несколько снижается [Isupova L.A., Sutormina E.F., Kulikovskaya N.A., Plyasova L.M., Rudina N.A., Ovsyannikova I.A., Zolotarskii I.A., Sadykov V.A. // Catalysis Today, 2005. V.105, P.429].Known is a block catalyst for the oxidation of ammonia, which is a mixed oxide of the general formula (A x B y O 3z ) k (M m O n ) f (N w P g O v ) r , where: A is the cation of Ca, Sr, Ba, Mg, Be, Ln or their mixtures, B - cation Mn, Fe, Ni, Co, Cr, Cu, V, Al or their mixtures, x = 0-2, y = 1-2, z = 0.8-1 , 7, M is Al, Si, Zr, Cr, Ln, Mn, Fe, Co, Cu, V, Ca, Sr, Ba, Mg, Be or their mixtures, m = 1-3, n = 1-2 ; N is Ti, Al, Si, Zr, Ca, Mg, Ln, W, Mo or mixtures thereof, P is phosphorus, O is oxygen; w = 0-2, g = 0-2, v = 1-3; k, f and r - wt%, with the ratio (k + f) / r = 0-1, f / r = 0-1, k / f = 0-100 [RU 2251452, B01J23 / 78, С01В21 / 26 , 10.05.2005]. The catalyst is obtained by applying an active component to a previously prepared support, which is used, for example, titanium dioxide, aluminosilicates, cordierite, mullite, corundum and other thermostable materials with low values of the coefficient of thermal expansion (CTE ~ 10 -6 ). The main difficulties in the development of such catalysts are the interaction of the active component and the support, which reduces the activity of the catalyst and the selectivity of the process, as well as the low strength of the coating of the active component, which is destroyed during operation. To reduce the interaction of the active component and the carrier, as well as to increase the adhesion strength of the active component and the carrier, a thermal stabilizing component of the catalyst (secondary carrier) is applied to the surface of the block carrier by the method of impregnation from viscous polymer-salt compositions. Testing the stability of these catalysts to long-term operation in industrial conditions for 3 months shows that the catalyst retains high strength, but the level of activity and selectivity decreases slightly [Isupova LA, Sutormina EF, Kulikovskaya NA, Plyasova LM, Rudina NA, Ovsyannikova IA, Zolotarskii IA , Sadykov VA // Catalysis Today, 2005. V.105, P.429].

В качестве прототипа блочного сотового катализатора для окисления аммиака до оксидов азота выбран катализатор, представляющий собой смешанные оксиды общей формулы: ((2-х)MgO xMeO) (2-y)Al2O3 (5+y+(2-x))SiO2, где: х=0-2; у=0-0,5; Me - это Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Cr, V или их смеси, образующие каркасную структуру кордиерита [RU 2234977, B01J23/78 C01B21/66, 27.08.2004]. Катализатор характеризуется коэффициентом термического расширения 10-7-10-5 К-1 в области температур до 900°С, достаточно высокой активностью и селективностью, устойчивостью к термоциклам. Катализатор по прототипу готовят, используя природные материалы - тальк Онотский (состав 52% SiO2, 30% MgO, 3% Al2O3 остальное магнезит, доломит, хлорит) и глину Обскую (состав 43% SiO2, 38% Al2O3, 4% других оксидов, 15% воды) а также оксиды MeO. Смесь реагентов в необходимой пропорции подвергают механической активации, далее смешивают с растворами поверхностно-активных веществ (ПАВ) до образования пластичной пасты и формуют методом экструзии в виде блоков с однонаправленными каналами.As a prototype of a block honeycomb catalyst for the oxidation of ammonia to nitrogen oxides, a catalyst was chosen, which is a mixed oxide of the general formula: ((2-x) MgO xMeO) (2-y) Al 2 O 3 (5 + y + (2-x)) SiO 2 , where: x = 0-2; y = 0-0.5; Me is Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Cr, V or their mixtures, which form the framework structure of cordierite [RU 2234977, B01J23 / 78 C01B21 / 66, 27.08.2004]. The catalyst is characterized by a coefficient of thermal expansion of 10 -7 -10 -5 K -1 in the temperature range up to 900 ° C, rather high activity and selectivity, and resistance to thermal cycles. The prototype catalyst is prepared using natural materials - talc Onotsky (composition 52% SiO 2 , 30% MgO, 3% Al 2 O 3, the rest is magnesite, dolomite, chlorite) and Ob clay (composition 43% SiO 2 , 38% Al 2 O 3 , 4% other oxides, 15% water) as well as MeO oxides. A mixture of reagents in the required proportion is subjected to mechanical activation, then mixed with solutions of surfactants (surfactants) to form a plastic paste and molded by extrusion in the form of blocks with unidirectional channels.

Недостатком данного катализатора является то, что активный компонент MeO практически полностью входит в структуру кордиерита, что приводит к понижению активности и селективности катализатора, а также к уменьшению прочности катализатора за счет формирования дефектного (с недостатком MeO) кордиерита. Кроме того, использование огнеупорной глины приводит к существенному увеличению температуры прокаливания катализатора для получения фазы кордиерита.The disadvantage of this catalyst is that the active component MeO is almost completely included in the structure of cordierite, which leads to a decrease in the activity and selectivity of the catalyst, as well as to a decrease in the strength of the catalyst due to the formation of defective (with a lack of MeO) cordierite. In addition, the use of refractory clay leads to a significant increase in the catalyst calcination temperature to obtain the cordierite phase.

Изобретение решает задачу разработки эффективного катализатора для процесса окисления аммиака в оксид азота (II) в производстве слабой азотной кислоты.The invention solves the problem of developing an effective catalyst for the oxidation of ammonia to nitric oxide (II) in the production of weak nitric acid.

Технический результат - высокая активность и прочность заявленного катализатора за счет оптимизации его состава и предложенного способа приготовления, а также увеличение длительности пробега катализаторных сеток в составе двухступенчатой каталитической системы в процессе окисления аммиака в оксид азота (II). The technical result is a high activity and strength of the claimed catalyst due to the optimization of its composition and the proposed preparation method, as well as an increase in the duration of the run of the catalyst gauzes as part of a two-stage catalytic system during the oxidation of ammonia to nitric oxide (II).

Задача решается катализатором блочной сотовой структуры для окисления аммиака в оксид азота (II) на основе смешанных оксидов общей формулы: (МеО)x(Mg2-yMpyAl4Si5O18)1-x, где х=0,01-0,2; у=0,05-0,2; MeO - активный компонент катализатора, Me - это Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Cr, V и/или их смеси; Mp - промотор - Fe, K, Na, Li, Са, Ti или их смеси, причем Mg2-yMpyAl4Si5O18 - формообразующая составляющая катализатора, имеющая структуру кордиерита. The problem is solved by a catalyst of a block honeycomb structure for the oxidation of ammonia to nitric oxide (II) based on mixed oxides of the general formula: (МеО) x (Mg 2-y Mp y Al 4 Si 5 O 18 ) 1-x , where x = 0.01 -0.2; y = 0.05-0.2; MeO is the active component of the catalyst, Me is Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Cr, V and / or mixtures thereof; Mp - promoter - Fe, K, Na, Li, Ca, Ti or mixtures thereof, and Mg 2-y Mp y Al 4 Si 5 O 18 is a form-forming component of the catalyst having a cordierite structure.

Задача решается также способом приготовления катализатора блочной сотовой структуры для конверсии аммиака в оксид азота (II), который заключается в смешении активного компонента и предшественника формообразующей составляющей катализатора - кордиерита Mg2-yMpyAl4Si5O18. В качестве предшественника кордиерита используют мехактивированную смесь бентонита, технического гидрата глинозема и талька в необходимой пропорции, которую вместе с MeO в присутствии растворов ПАВ смешивают до образования пластичной пасты с последующим ее экструзионным формованием в виде блоков сотовой структуры - прямоугольных или шестигранных призм с однонаправленными каналами прямоугольной, или треугольной, или круглой формы с открытой поверхностью контакта от 15 до 70% - их сушкой и прокаливанием. Полученный катализатор имеет состав: (МеО)x(Mg2-yMpyAl4Si5O18)1-x, где х=0,01-0,2; у=0,05-0,2; MeO - активный компонент катализатора, Me - это Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Cr, V и/или их смеси, Mp - промотор - Fe, K, Na, Li, Са, Ti или их смеси, Mg2-yMpyAl4Si5O18 - формообразующая составляющая катализатора, имеющая структуру кордиерита.The problem is also solved by the method of preparing a catalyst of a block honeycomb structure for the conversion of ammonia into nitric oxide (II), which consists in mixing the active component and the precursor of the forming component of the catalyst - cordierite Mg2-yMpyAlfourSifiveOeighteen... As a precursor of cordierite, a mechanically activated mixture of bentonite, technical hydrate of alumina and talc is used in the required proportion, which together with MeO in the presence of surfactant solutions, they are mixed until a plastic paste is formed, followed by its extrusion molding in the form of honeycomb blocks - rectangular or hexagonal prisms with unidirectional rectangular, or triangular, or round channels with an open contact surface from 15 to 70% - by drying them and calcining. The resulting catalyst has the following composition: (MeO)x(Mg2-yMpyAlfourSifiveOeighteen)1-xwhere x = 0.01-0.2; y = 0.05-0.2; MeO is the active component of the catalyst, Me is Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Cr, V and / or their mixtures, Mp is the promoter - Fe, K, Na, Li, Ca, Ti or their mixtures, Mg2-yMpyAlfourSifiveOeighteen - a shape-generating component of the catalyst having a cordierite structure.

Задача решается также процессом каталитической конверсии аммиака, включающим пропускание реакционной газовой смеси, содержащей аммиак и кислородсодержащий газ, через двухступенчатую каталитическую систему, сформированную различными способами, в том числе, в комплекте с улавливающими палладиевыми сетками и/или инертными сетками на 1й ступени и дополнительными насадками на второй ступени, отличающийся тем, что во 2й ступени используют описанный выше катализатор.The problem is also solved by the process of catalytic conversion of ammonia, including passing the reaction gas mixture containing ammonia and oxygen-containing gas through a two-stage catalytic system formed by various methods, including complete with trapping palladium grids and / or inert grids at the 1st stage and additional nozzles in the second stage, characterized in that the catalyst described above is used in the second stage.

Принципиальное отличие предлагаемого катализатора от прототипа [RU 2234977 B01J23/78, C01B21/66, 27.08.2004] заключается в том, что активный компонент в предлагаемом катализаторе практически не входит в структуру кордиерита, что обеспечивает более высокую каталитическую активность таких систем. Этот результат достигается стехиометрическим составом исходной шихты и условиями приготовления катализатора. Исходные реагенты, за исключением активного компонента, взятые в необходимом соотношении для формирования структуры, свойственной смешанному оксиду со структурой кордиерита (Mg2Al4Si5O18 = 2MgO*2Al2O3*5SiO2), подвергают механохимической активации. К полученному активированному продукту на стадии смешения (приготовления формуемой пасты) добавляют предшественник активного компонента MeO и раствор ПАВ. Образующуюся пластичную массу формуют экструзией в виде блоков различной геометрии. На стадии термообработки формованных воздушно-сухих блоков из активированного сырья образуется кордиерит Mg2Al4Si5O18. Входящие в состав промоторы обеспечивают высокую прочность и термостабильность блоков при более низкой температуре прокаливания катализатора, а активный компонент, равномерно распределенный в поверхностном слое катализатора, обеспечивает более высокую активность и селективность катализатора. The fundamental difference between the proposed catalyst and the prototype [RU 2234977 B01J23 / 78, C01B21 / 66, 27.08.2004] is that the active component in the proposed the catalyst is practically not included in the structure of cordierite, which provides a higher catalytic activity of such systems. This result is achieved by the stoichiometric composition of the initial charge and the conditions for preparing the catalyst. The starting reagents, with the exception of the active component, taken in the required ratio for the formation of a structure characteristic of a mixed oxide with a cordierite structure (Mg2AlfourSifiveOeighteen = 2MgO * 2Al2O3* 5SiO2), subjected to mechanochemical activation. A precursor of the active component MeO and a surfactant solution are added to the resulting activated product at the stage of mixing (preparation of a moldable paste). The resulting plastic mass is extruded into blocks of different geometry. At the stage of heat treatment of the formed air-dry blocks, cordierite Mg is formed from the activated raw materials.2AlfourSifiveOeighteen. The promoters included in the composition provide high strength and thermal stability of the blocks at a lower catalyst calcination temperature, and the active component, evenly distributed in the surface layer of the catalyst, provides a higher activity and selectivity of the catalyst.

Процесс каталитической конверсии аммиака включает пропускание реакционной газовой смеси, содержащей аммиак и кислородсодержащий газ, через 2х-ступенчатую каталитическую систему, сформированную различными способами, в том числе в комплекте с улавливающими палладиевыми и/или инертными сетками на 1й ступени. Слой блочного катализатора (2я ступень) располагают после (по ходу газа) пакета сеток 1й ступени. Process the catalytic conversion of ammonia includes passing a reaction gas mixture containing ammonia and an oxygen-containing gas through a 2-stage catalytic system formed by various methods, including complete with collecting palladium and / or inert grids at the 1st stage. The block catalyst layer (2nd stage) is placed after (along the gas flow) of the 1st stage mesh stack.

Способ приготовления катализатора состоит из следующих стадий.The catalyst preparation method consists of the following stages.

1) Подготовка шихты. Исходное сырье, необходимое для получения алюмосиликатного каркаса катализатора, после определения его химического состава смешивают в необходимой пропорции и подвергают механической обработке в турбосмесителе в течение 5 мин для обеспечения эффективного перемешивания, активируют (в планетарной мельнице или виброшаровой мельнице или дезинтеграторе) в течение времени от 1 с до 10 мин в зависимости от способа. В качестве исходного сырья используют бентотит, например, месторождения 10 Хутор (состава 59% SiO2, 19% Al2O3, 17% промоторы, 5% вода), тальк Онотский (состава 52% SiO2, 30% MgO, 3% Al2O3, остальное магнезит, доломит, хлорит) и гиббсит - Al(OH)3. 1) Preparation of the charge. After determining its chemical composition, the initial raw material required to obtain the aluminosilicate framework of the catalyst is mixed in the required proportion and subjected to mechanical treatment in a turbo mixer for 5 minutes to ensure effective mixing, activated (in a planetary mill or vibratory ball mill or disintegrator) for a period of 1 from up to 10 minutes depending on the method. As a raw material, bentotite is used, for example, from the 10 Khutor deposit (composition 59% SiO 2 , 19% Al 2 O 3 , 17% promoters, 5% water), talc Onotsky (composition 52% SiO 2 , 30% MgO, 3% Al 2 O 3 , the rest is magnesite, dolomite, chlorite) and gibbsite - Al (OH) 3.

2) Приготовление пасты и экструзионное формование катализаторных блоков. В Z-образный смеситель помещают смесь исходного сырья, подвергнутую механической обработке по п.1, с водными растворами ПАВ и предшественником активного компонента MeO и перемешивают до образования пластичной пасты. В качестве MeO используют любой из оксидов марганца, меди, кобальта, железа, никеля, хрома, ванадия или их смеси. Для улучшения реологических характеристик пасты в состав добавляют поверхностно-активные выгорающие вещества - этиленгликоль, полиэтиленоксид, карбоксиметилцеллюлозу, метилцеллюлозу, поливиниловый спирт, глицерин и др. В состав пасты могут быть добавлены дополнительно твердые выгорающие добавки, такие, например, как графит, древесная мука и др. для контроля стадии спекания. Из полученной пасты формуют экструзией блоки сотовой структуры. Формованный катализатор представляет собой прямоугольные или наклонные (до 45°С) призмы, в основании которых лежит квадрат или шестигранник. Призмы пронизаны однонаправленными каналами квадратного, или треугольного, или круглого сечения. Размер стороны канала варьируется от 10 до 1,5 мм, а стенки - от 1,2 до 0,2 мм. Наклон призмы задается углом отрезания блоков. Могут быть получены также призмы других форм.2) Preparation of paste and extrusion molding of catalyst blocks. A mixture of raw materials subjected to mechanical treatment according to claim 1 with aqueous solutions of surfactants and a precursor of the active component MeO is placed in a Z-shaped mixer and mixed until a plastic paste is formed. As MeO, any of the oxides of manganese, copper, cobalt, iron, nickel, chromium, vanadium, or a mixture thereof is used. To improve the rheological characteristics of the paste, surfactant burnout agents are added to the composition - ethylene glycol, polyethylene oxide, carboxymethylcellulose, methylcellulose, polyvinyl alcohol, glycerin, etc. Additional solid burnout additives, such as graphite, wood flour, etc., can be added to the paste. others to control the sintering stage. The resulting paste is extruded into blocks of a honeycomb structure. The shaped catalyst is a rectangular or inclined (up to 45 ° C) prisms, at the base of which there is a square or a hexagon. The prisms are pierced with unidirectional channels of square, triangular, or circular cross-section. The size of the side of the channel varies from 10 to 1.5 mm, and the size of the walls - from 1.2 to 0.2 mm. The tilt of the prism is set by the block cut angle. Other shapes can also be obtained.

3) Термообработка катализатора. Формованные блоки провяливают на воздухе, затем сушат при 400°С и прокаливают при температурах 1000-1300°С.3) Heat treatment of the catalyst. The molded blocks are dried in air, then dried at 400 ° C and calcined at temperatures of 1000-1300 ° C.

Химический анализ катализаторов проводят методом пламенной фотометрии, фазовый анализ - рентгеновскими методами, удельную поверхность определяют методом БЭТ. Определение прочности блока на сжатие проводят, помещая его на боковую грань между двумя параллельными поверхностями пресса и прилагая усилие сжатия до разрушения. Устойчивость к термоударам определяют количеством теплосмен, выдерживаемых блоком без нарушения его целостности, то есть сквозного разрушения, приводящего к распаду на 2 и более фрагментов. За одну теплосмену принимают цикл разогрева блока от комнатной температуры до (700±10)°С в течение 15 мин с последующим охлаждением в течение 15 мин на воздухе.Chemical analysis of catalysts is carried out by flame photometry, phase analysis by X-ray methods, specific surface area is determined by BET. The determination of the compressive strength of the block is carried out by placing it on the side face between two parallel surfaces of the press and applying a compressive force until fracture. Resistance to thermal shocks is determined by the number of heat cycles maintained by the block without violating its integrity, that is, through destruction, leading to disintegration into 2 or more fragments. For one heat shift, a heating cycle of the unit is taken from room temperature to (700 ± 10) ° С for 15 minutes, followed by cooling for 15 minutes in air.

Каталитическую активность образцов блочных катализаторов проверяют на пилотной установке, при давлении 2,6 бар (изб.) и расходе газов 0,89 м3/ч в составе двухступенчатой системы «платиноидные сетки + фрагмент блочного катализатора». Температуру газовой смеси в реакторе контролируют термопарами, расположенными в трех точках: 1) 1 мм по ходу потока после платиноидных сеток, 2) 1-2 мм по ходу потока после блочного катализатора, 3) на внешней стороне реактора на высоте, примерно отвечающей половине высоты фрагмента блока. Для уменьшения теплоотвода через стенки реактора последний дополнительно подогревают на участке длины, отвечающем местонахождению испытываемого блока. Как правило, температура и состав газов, подаваемых на блочный катализатор (2ю ступень), определяется составом пакета платиноидных сеток, устанавливаемых непосредственно перед испытываемым образцом, а также исходной концентрацией аммиака. Для 2х-ступенчатой системы устанавливают пакет из 5 вязаных платиноидных сеток, либо пакет из платиноидных и улавливающих, например, Pd/Ni-5сеток, который помещают между двумя сетками типа «Мегапюр». При входной концентрации аммиака около 10 об.% температура после сеток находится в интервале 855-865°С. Эксперименты проводят так, что разница между значениями температур после сеток, после блочного катализатора и на стенке реактора не превышает 10°С.The catalytic activity of the bulk catalyst samples is tested in a pilot plant at 2.6 bar (g) and 0.89 m3 gas flow.3/ h as part of a two-stage system "platinoid grids + a fragment of a block catalyst". The temperature of the gas mixture in the reactor is controlled by thermocouples located at three points: 1) 1 mm along the flow after the platinoid nets, 2) 1-2 mm along the flow after blocky catalyst, 3) on the outside of the reactor at a height approximately corresponding to half the height of the block fragment. To reduce heat removal through the walls of the reactor, the latter is additionally heated at a length section corresponding to the location of the test block. As a rule, the temperature and composition of the gases supplied to the block catalyst (2nd stage) is determined by the composition of the platinoid gauze package installed immediately before the test sample, as well as by the initial concentration of ammonia. For a 2-stage system, a package of 5 knitted platinoid nets is installed, or a package of platinoid and trapping nets, for example, Pd / Ni-5 nets, which is placed between two Megapure-type nets. With an inlet ammonia concentration of about 10 vol.%, The temperature downstream of the meshes is in the range 855-865 ° C. The experiments are carried out in such a way that the difference between the temperatures after the meshes, after the block catalyst and on the reactor wall does not exceed 10 ° C.

Состав газовой смеси на входе и на выходе из реактора, определяют методами ИК-спектроскопии и газовой хроматографии. Во всех экспериментах вместо воздуха используют искусственную смесь (Ar + 21%О2). Аргон как газ-разбавитель выбирают для того, чтобы измерять концентрации не только оксидов азота, но и образующегося в ходе реакции азота, что позволяет свести баланс по азоту и оценить корректность полученных результатов. Определяют конверсию аммиака (XNH3, %), выход NO (XNO, %) и селективность по NO (α NO, %). «Баланс по N(%)», определяют как отношение ΣN (об.%) к концентрации аммиака в исходной смеси (NH3 0), подаваемой в реактор The composition of the gas mixture at the inlet and outlet of the reactor is determined by IR spectroscopy and gas chromatography. In all experiments, an artificial mixture (Ar + 21% O 2 ) is used instead of air. As a diluent gas, argon is chosen in order to measure the concentration of not only nitrogen oxides, but also nitrogen formed during the reaction, which makes it possible to reduce the nitrogen balance and evaluate the correctness of the results obtained. Determine the conversion of ammonia (X NH3 ,%), the yield of NO (X NO ,%) and selectivity for NO (α NO,%). "Balance by N (%)" is defined as the ratio of Σ N (vol.%) To the concentration of ammonia in the initial mixture (NH 3 0 ) supplied to the reactor

N (%) = ΣN/ NH3 0*100.N (%) = Σ N / NH 3 0 * 100.

Допустимым считают отклонение ±5% от величины 100%. A deviation of ± 5% from the value of 100% is considered acceptable.

Расчет селективности по NO проводят по формуле: Calculation of selectivity for NO is carried out according to the formula:

α NO (%) = (NO+NO2)/ ΣN *100,α NO (%) = (NO + NO 2 ) / Σ N * 100,

где ΣN (об.%) = (NH3+NO+NO2+2N2) - сумма концентраций азотсодержащих соединений на выходе из реактора. where Σ N (vol.%) = (NH 3 + NO + NO 2 + 2N 2 ) is the sum of the concentrations of nitrogen-containing compounds at the reactor outlet.

Активность двухступенчатой системы сравнивают с активностью пакета из 5 платиноидных сеток. The activity of the two-stage system is compared with the activity of a package of 5 platinoid networks.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими примерами приготовления катализаторов и результатами их характеризации и испытаний в процессе окисления аммиака, приведенными в таблицах 1, 2. Данные по каталитической активности в реакции окисления аммиака получены для двухступенчатой системы, состоящей из 5 платиноидных сеток и фрагмента блочного катализатора с каналами квадратного сечения и открытой поверхностью 50%. Для сравнения приведены данные испытаний с прототипом и одноступенчатой системой (только платиноидные сетки).The invention is illustrated by the following examples of the preparation of catalysts and the results of their characterization and testing during the oxidation of ammonia, shown in Tables 1, 2. Data on the catalytic activity in the oxidation of ammonia were obtained for a two-stage system consisting of 5 platinoid grids and a fragment of a block catalyst with square channels. section and open surface 50%. For comparison, data from tests with a prototype and a single-stage system (only platinoid grids) are shown.

Пример 1 (по прототипу).Example 1 (prototype).

В турбосмеситель загружают 31,76 весовых частей (в.ч.) талька Онотского месторождения (состава 52% SiO2, 30% MgO, 3% Al2O3 остальное магнезит, доломит, хлорит), 40,42 в.ч. глины Обской (состава 43% SiO2, 38% Al2O3, 4% промоторы, 15% вода), 14,82 в.ч. гиббситта, 10 в.ч. кордиеритового порошка, 3 в.ч. двуокиси марганца и подвергают перемешиванию в течение 5 мин. Подготовленную смесь в необходимом количестве 100-110г загружают в планетарную мельницу и подвергают активации при ускорении 20g в течение 5 мин. 100 г активированной смеси загружают в Z-образный смеситель емкостью 0,5 л, добавляют 0,5% раствор метилцеллюлозы (МЦ), 1 г древесной муки и перемешивают в течение 30-40 мин до образования однородной пластичной массы с влажностью 24-26%. Из пасты формуют блоки сотовой структуры в форме шестигранника со стороной 20 мм и треугольными каналами со стороной 2 мм и толщиной стенки 0,6 мм. Блоки провяливают до воздушно-сухого состояния, сушат при 400°С в течение 4 ч со скоростью подъема температуры в среднем 30°С/ч. Затем прокаливают при 1000-1100-1200°С в течение 4 ч.The turbomixer is charged with 31.76 weight parts (wp) of talc from the Onotsky deposit (composition 52% SiO 2 , 30% MgO, 3% Al 2 O 3, the rest is magnesite, dolomite, chlorite), 40.42 wp. Obskoy clay (composition 43% SiO 2 , 38% Al 2 O 3 , 4% promoters, 15% water), 14.82 wt. Gibbsitt, 10 v.ch. cordierite powder, 3 v.h. manganese dioxide and stirred for 5 minutes. The prepared mixture in the required amount of 100-110 g is loaded into a planetary mill and subjected to activation at an acceleration of 20 g for 5 minutes. 100 g of the activated mixture is loaded into a Z-shaped mixer with a capacity of 0.5 l, a 0.5% solution of methylcellulose (MC), 1 g of wood flour is added and mixed for 30-40 minutes until a homogeneous plastic mass is formed with a moisture content of 24-26% ... The paste is used to form blocks of a honeycomb structure in the form of a hexagon with a side of 20 mm and triangular channels with a side of 2 mm and a wall thickness of 0.6 mm. The blocks are dried to an air-dry state, dried at 400 ° C for 4 hours with a temperature rise rate of an average of 30 ° C / h. Then it is calcined at 1000-1100-1200 ° C for 4 hours.

Готовый катализатор соответствует формуле The finished catalyst meets the formula

1,97MgO 0,03MnO 1,99Al2O3 5,015SiO2 (или Mg1,97Mn0,03Al3.98Si5,01O18-0,01).1.97MgO 0.03MnO 1.99Al 2 O 3 5.015SiO 2 (or Mg 1.97 Mn 0.03 Al 3.98 Si 5.01 O 18-0.01 ).

Пример 2.Example 2.

В турбосмеситель загружают 32,86 в.ч. талька Онотского месторождения, 41,82 в.ч. бентонита месторождения 10 хутор (состава 59% SiO2, 19% Al2O3, 17% промоторы, 5% вода), 15,32 в.ч. гиббситта, 10 в.ч. кордиеритового порошка и подвергают перемешиванию в течение 5 мин. Подготовленную смесь в необходимом количестве 100-110 г загружают в планетарную мельницу и подвергают активации при ускорении 20g в течение 5 мин. 100 г активированной смеси загружают в Z-образный смеситель емкостью 0,5 л, добавляют 0,5% раствор МЦ, 1 г древесной муки и 3 г марганцевой руды, перемешивают в течение 30-40 мин до образования однородной пластичной массы с влажностью 24-26%. Из пасты формуют блоки сотовой структуры в форме шестигранника со стороной 20 мм и треугольными каналами со стороной 2 мм и толщиной стенки 0,6 мм, с открытой поверхностью контакта 50%. Блоки провяливают до воздушно-сухого состояния, сушат при 400°С в течение 4 ч со скоростью подъема температуры в среднем 30°С/ч. Затем прокаливают при 1000-1100-1200°С в течение 4 ч.The turbomixer is charged with 32.86 v.h. talcum of the Onotsky deposit, 41.82 wt. bentonite of the 10 khutor deposit (composition 59% SiO 2 , 19% Al 2 O 3 , 17% promoters, 5% water), 15.32 wt. Gibbsitt, 10 v.ch. cordierite powder and stirred for 5 minutes. The prepared mixture in the required amount of 100-110 g is loaded into a planetary mill and subjected to activation at an acceleration of 20 g for 5 minutes. 100 g of the activated mixture is loaded into a Z-shaped mixer with a capacity of 0.5 l, a 0.5% solution of MC, 1 g of wood flour and 3 g of manganese ore is added, mixed for 30-40 minutes until a homogeneous plastic mass with a moisture content of 24 26%. The paste is used to form blocks of a honeycomb structure in the form of a hexagon with a side of 20 mm and triangular channels with a side of 2 mm and a wall thickness of 0.6 mm, with an open contact surface of 50%. The blocks are dried to an air-dry state, dried at 400 ° C for 4 hours with a temperature rise rate of an average of 30 ° C / h. Then it is calcined at 1000-1100-1200 ° C for 4 hours.

Готовый катализатор соответствует формулеThe finished catalyst meets the formula

(MnO)0,03(Mg1,94Mp0,06 Al4Si5O18)0,97, где: Mp - смесь Fe, K, Na, Li, Mg, Са, Ti. (MnO) 0.03 (Mg 1.94 Mp 0.06 Al 4 Si 5 O 18 ) 0.97, where: Mp is a mixture of Fe, K, Na, Li, Mg, Ca, Ti.

Пример 3.Example 3.

Пасту готовят аналогично примеру 2. Из пасты формуют блоки сотовой структуры в форме квадрата со стороной 30 мм и квадратными каналами со стороной 3 мм и толщиной стенки 0,6 мм, с открытой поверхностью контакта 70%. Блоки провяливают до воздушно-сухого состояния, сушат при 400°С в течение 4 ч со скоростью подъема температуры в среднем 30°С/ч. Затем прокаливают при 1100°С в течение 4 ч. The paste is prepared analogously to example 2. The paste is used to form blocks of a honeycomb structure in the form of a square with a side of 30 mm and square channels with a side of 3 mm and a wall thickness of 0.6 mm, with an open contact surface of 70%. The blocks are dried to an air-dry state, dried at 400 ° C for 4 hours with a temperature rise rate of an average of 30 ° C / h. Then it is calcined at 1100 ° С for 4 h.

Готовый катализатор соответствует формулеThe finished catalyst meets the formula

(MnO)0,03(Mg1,94Mp0,06 Al4Si5O18)0,97, где: Mp - смесь Fe, K, Na, Li, Mg, Са, Ti.(MnO) 0.03 (Mg 1.94 Mp 0.06 Al 4 Si 5 O 18 ) 0.97, where: Mp is a mixture of Fe, K, Na, Li, Mg, Ca, Ti.

Пример 4. Example 4.

Пасту готовят аналогично примеру 2. Из пасты формуют блоки сотовой структуры в форме квадрата со стороной 30 мм и круглыми каналами диаметром 1,7 мм и толщиной стенки 2,0 мм, с открытой поверхностью контакта 15%. Блоки провяливают до воздушно-сухого состояния, сушат при 400°С в течение 4 ч со скоростью подъема температуры в среднем 30°С/ч. Затем прокаливают при 1100°С в течение 4 ч. The paste is prepared analogously to example 2. The paste is used to form blocks of a honeycomb structure in the form of a square with a side of 30 mm and round channels with a diameter of 1.7 mm and a wall thickness of 2.0 mm, with an open contact surface of 15%. The blocks are dried to an air-dry state, dried at 400 ° C for 4 hours with a temperature rise rate of an average of 30 ° C / h. Then it is calcined at 1100 ° С for 4 h.

Готовый катализатор соответствует формулеThe finished catalyst meets the formula

(MnO)0,03(Mg1,94Mp0,06 Al4Si5 O18)0,97, где: Mp - смесь Fe, K, Na, Li, Mg, Са, Ti.(MnO) 0.03 (Mg 1.94 Mp 0.06 Al 4 Si 5 O 18 ) 0.97, where: Mp is a mixture of Fe, K, Na, Li, Mg, Ca, Ti.

Пример 5.Example 5.

В турбосмеситель загружают 32,86 в.ч. талька Онотского месторождения, 41,82 в.ч. бентонита месторождения 10 хутор, 15,32 в.ч. гиббсита, 10 в.ч. кордиеритового порошка и подвергают перемешиванию в течение 5 мин. Подготовленную смесь в необходимом количестве 100-110 г загружают в планетарную мельницу и подвергают активации при ускорении 20g в течение 5 мин. 100 г активированной смеси загружают в Z-образный смеситель емкостью 0,5 л, добавляют 0,5% раствор МЦ, 1 г древесной муки и 10 г оксида железа (III), перемешивают в течение 30-40 мин до образования однородной пластичной массы с влажностью 24-26%. Из пасты формуют блоки сотовой структуры в форме шестигранника со стороной 20 мм и треугольными каналами со стороной 2 мм и толщиной стенки 0,6 мм, с открытой поверхностью контакта 50%. Блоки провяливают до воздушно-сухого состояния, сушат при 400°С в течение 4 ч со скоростью подъема температуры в среднем 30°С/ч. Затем прокаливают при 1100°С в течение 4 ч. The turbomixer is charged with 32.86 v.h. talcum of the Onotsky deposit, 41.82 wt. bentonite of the 10 khutor deposit, 15.32 wt. gibbsite, 10 v.ch. cordierite powder and stirred for 5 minutes. The prepared mixture in the required amount of 100-110 g is loaded into a planetary mill and subjected to activation at an acceleration of 20 g for 5 minutes. 100 g of the activated mixture is loaded into a Z-shaped mixer with a capacity of 0.5 l, a 0.5% solution of MC, 1 g of wood flour and 10 g of iron (III) oxide is added, stirred for 30-40 minutes until a homogeneous plastic mass is formed with humidity 24-26%. The paste is used to form blocks of a honeycomb structure in the form of a hexagon with a side of 20 mm and triangular channels with a side of 2 mm and a wall thickness of 0.6 mm, with an open contact surface of 50%. The blocks are dried to an air-dry state, dried at 400 ° C for 4 hours with a temperature rise rate of an average of 30 ° C / h. Then it is calcined at 1100 ° С for 4 h.

Готовый катализатор соответствует формулеThe finished catalyst meets the formula

(Fe2O3)0,1(Mg1,94Mp0,06Al4Si5O18)0,9, где Mp - смесь Fe, K, Na, Li, Mg, Са, Ti. (Fe 2 O 3 ) 0.1 (Mg 1.94 Mp 0.06 Al 4 Si 5 O 18 ) 0.9, where Mp is a mixture of Fe, K, Na, Li, Mg, Ca, Ti.

Пример 6. Example 6.

В турбосмеситель загружают 32,86 в.ч. талька Онотского месторождения, 41,82 в.ч. бентонита месторождения 10 хутор, 15,32 в.ч. гиббсита, 10 в.ч. кордиеритового порошка и подвергают перемешиванию в течение 5 мин. Подготовленную смесь в необходимом количестве 100-110 г загружают в планетарную мельницу и подвергают активации при ускорении 20g в течение 5 мин. 100 г активированной смеси загружают в Z-образный смеситель емкостью 0,5 л, добавляют 0,5% раствор МЦ, 1 г древесной муки, 10 г оксида ванадия (V) и 10 г оксида железа (III), перемешивают в течение 30-40 мин до образования однородной пластичной массы с влажностью 24-26%. Из пасты формуют блоки сотовой структуры в форме шестигранника со стороной 20 мм и треугольными каналами со стороной 2 мм и толщиной стенки 0,6 мм, с открытой поверхностью контакта 50%. Блоки провяливают до воздушно-сухого состояния, сушат при 400°С в течение 4 ч со скоростью подъема температуры в среднем 30°С/ч. Затем прокаливают при 1100°С в течение 4 ч. The turbomixer is charged with 32.86 v.h. talcum of the Onotsky deposit, 41.82 wt. bentonite of the 10 khutor deposit, 15.32 wt. gibbsite, 10 v.ch. cordierite powder and stirred for 5 minutes. The prepared mixture in the required amount of 100-110 g is loaded into a planetary mill and subjected to activation at an acceleration of 20 g for 5 minutes. 100 g of the activated mixture is loaded into a Z-shaped mixer with a capacity of 0.5 l, a 0.5% solution of MC, 1 g of wood flour, 10 g of vanadium (V) oxide and 10 g of iron (III) oxide is added, stirred for 30- 40 minutes until a homogeneous plastic mass with a moisture content of 24-26% is formed. The paste is used to form blocks of a honeycomb structure in the form of a hexagon with a side of 20 mm and triangular channels with a side of 2 mm and a wall thickness of 0.6 mm, with an open contact surface of 50%. The blocks are dried to an air-dry state, dried at 400 ° C for 4 hours with a temperature rise rate of an average of 30 ° C / h. Then it is calcined at 1100 ° С for 4 h.

Готовый катализатор соответствует формулеThe finished catalyst meets the formula

(Fe2O3⋅V2O5)0,2(Mg1,94Mp0,06Al4Si5O18)0,8, где Mp - смесь Fe, K, Na, Li, Mg, Са, Ti.(Fe 2 O 3 ⋅V 2 O 5 ) 0.2 (Mg 1.94 Mp 0.06 Al 4 Si 5 O 18 ) 0.8, where Mp is a mixture of Fe, K, Na, Li, Mg, Ca, Ti.

Пример 7. Example 7.

Пасту готовят аналогично примеру 6. Вместо оксида ванадия (V) используют оксид хрома (III).The paste is prepared analogously to example 6. Instead of vanadium (V) oxide, chromium (III) oxide is used.

Готовый катализатор соответствует формуле The finished catalyst meets the formula

(Fe2O3⋅Cr2O3)0,2(Mg1,94Mp0,06Al4Si5O18)0,8, где Mp - смесь Fe, K, Na, Li, Mg, Са, Ti.(Fe 2 O 3 ⋅Cr 2 O 3 ) 0.2 (Mg 1.94 Mp 0.06 Al 4 Si 5 O 18 ) 0.8, where Mp is a mixture of Fe, K, Na, Li, Mg, Ca, Ti.

Пример 8. Example 8.

В турбосмеситель загружают 32,86 в.ч. талька Онотского месторождения, 41,82 в.ч. бентонита месторождения 10 хутор, 15,32 в.ч. гиббсита, 10 в.ч. кордиеритового порошка и подвергают перемешиванию в течение 5 мин. Подготовленную смесь в необходимом количестве 100-110 г загружают в планетарную мельницу и подвергают активации при ускорении 20g в течение 5 мин. 100 г активированной смеси загружают в Z-образный смеситель емкостью 0,5 л, добавляют 0,5% раствор МЦ, 1 г древесной муки и 1.5 г оксида меди (I), перемешивают в течение 30-40 мин до образования однородной пластичной массы с влажностью 24-26%. Из пасты формуют блоки сотовой структуры в форме шестигранника со стороной 20 мм и треугольными каналами со стороной 2 мм и толщиной стенки 0,6 мм, с открытой поверхностью контакта 50%. Блоки провяливают до воздушно-сухого состояния, сушат при 400°С в течение 4 ч со скоростью подъема температуры в среднем 30°С/ч. Затем прокаливают при 1100°С в течение 4 ч.The turbomixer is charged with 32.86 v.h. talcum of the Onotsky deposit, 41.82 wt. bentonite of the 10 khutor deposit, 15.32 wt. gibbsite, 10 v.ch. cordierite powder and stirred for 5 minutes. The prepared mixture in the required amount of 100-110 g is loaded into a planetary mill and subjected to activation at an acceleration of 20 g for 5 minutes. 100 g of the activated mixture is loaded into a Z-shaped mixer with a capacity of 0.5 l, a 0.5% solution of MC, 1 g of wood flour and 1.5 g of copper (I) oxide is added, stirred for 30-40 minutes until a homogeneous plastic mass is formed with humidity 24-26%. The paste is used to form blocks of a honeycomb structure in the form of a hexagon with a side of 20 mm and triangular channels with a side of 2 mm and a wall thickness of 0.6 mm, with an open contact surface of 50%. The blocks are dried to an air-dry state, dried at 400 ° C for 4 hours with a temperature rise rate of an average of 30 ° C / h. Then it is calcined at 1100 ° С for 4 h.

Готовый катализатор соответствует формулеThe finished catalyst meets the formula

(Cu2O) 0,01(Mg1,94 Mp0,06Al4Si5 O18)0,99, где Mp - смесь Fe, K, Na, Li, Mg, Са, Ti.(Cu 2 O) 0.01 (Mg 1.94 Mp 0.06 Al 4 Si 5 O 18 ) 0.99, where Mp is a mixture of Fe, K, Na, Li, Mg, Ca, Ti.

Пример 9.Example 9.

В турбосмеситель загружают 32,86 в.ч. талька Онотского месторождения, 41,82 в.ч. бентонита месторождения 10 хутор, 15,32 в.ч. гиббсита, 10 в.ч. кордиеритового порошка и подвергают перемешиванию в течение 5 мин. Подготовленную смесь в необходимом количестве 100-110 г загружают в планетарную мельницу и подвергают активации при ускорении 20g в течение 5 мин. 100 г активированной смеси загружают в Z-образный смеситель емкостью 0,5 л, добавляют 0,5% раствор МЦ, 1 г древесной муки и 10 г оксида кобальта (III), перемешивают в течение 30-40 мин до образования однородной пластичной массы с влажностью 24-26%. Из пасты формуют блоки сотовой структуры в форме шестигранника со стороной 20 мм и треугольными каналами со стороной 2 мм и толщиной стенки 0,6 мм, с открытой поверхностью контакта 50%. Блоки провяливают до воздушно-сухого состояния, сушат при 400°С в течение 4 ч со скоростью подъема температуры в среднем 30°С/ч. Затем прокаливают при 1100°С в течение 4 ч.The turbomixer is charged with 32.86 v.h. talcum of the Onotsky deposit, 41.82 wt. bentonite of the 10 khutor deposit, 15.32 wt. gibbsite, 10 v.ch. cordierite powder and stirred for 5 minutes. The prepared mixture in the required amount of 100-110 g is loaded into a planetary mill and subjected to activation at an acceleration of 20 g for 5 minutes. 100 g of the activated mixture is loaded into a Z-shaped mixer with a capacity of 0.5 l, a 0.5% solution of MC, 1 g of wood flour and 10 g of cobalt (III) oxide is added, stirred for 30-40 minutes until a homogeneous plastic mass is formed with humidity 24-26%. The paste is used to form blocks of a honeycomb structure in the form of a hexagon with a side of 20 mm and triangular channels with a side of 2 mm and a wall thickness of 0.6 mm, with an open contact surface of 50%. The blocks are dried to an air-dry state, dried at 400 ° C for 4 hours with a temperature rise rate of an average of 30 ° C / h. Then it is calcined at 1100 ° С for 4 h.

Готовый катализатор соответствует формулеThe finished catalyst meets the formula

(Co3O4) 0,1(Mg1,94 Mp0,06Al4Si5 O18)0,9 , где Mp - смесь Fe, K, Na, Li, Mg, Са, Ti.(Co 3 O 4 ) 0.1 (Mg 1.94 Mp 0.06 Al 4 Si 5 O 18 ) 0.9, where Mp is a mixture of Fe, K, Na, Li, Mg, Ca, Ti.

Пример 10. Example 10.

В турбосмеситель загружают 32,86 в.ч. талька Онотского месторождения, 41,82 в.ч. бентонита месторождения 10 хутор, 15,32 в.ч. гиббсита, 10 в.ч. кордиеритового порошка и подвергают перемешиванию в течение 5 мин. Подготовленную смесь в необходимом количестве 100-110г загружают в планетарную мельницу и подвергают активации при ускорении 20g в течение 5 мин. 100 г активированной смеси загружают в Z-образный смеситель емкостью 0,5 л, добавляют 0,5% раствор МЦ, 1 г древесной муки и 10 г оксида никеля (II), перемешивают в течение 30-40 мин до образования однородной пластичной массы с влажностью 24-26%. Из пасты формуют блоки сотовой структуры в форме шестигранника со стороной 20 мм и треугольными каналами со стороной 2 мм и толщиной стенки 0,6 мм, с открытой поверхностью контакта 50%. Блоки провяливают до воздушно-сухого состояния, сушат при 400°С в течение 4 ч со скоростью подъема температуры в среднем 30°С/ч. Затем прокаливают при 1100°С в течение 4 ч. The turbomixer is charged with 32.86 v.h. talcum of the Onotsky deposit, 41.82 wt. bentonite of the 10 khutor deposit, 15.32 wt. gibbsite, 10 v.ch. cordierite powder and stirred for 5 minutes. The prepared mixture in the required amount of 100-110 g is loaded into a planetary mill and subjected to activation at an acceleration of 20 g for 5 minutes. 100 g of the activated mixture is loaded into a Z-shaped mixer with a capacity of 0.5 l, a 0.5% solution of MC, 1 g of wood flour and 10 g of nickel (II) oxide is added, stirred for 30-40 minutes until a homogeneous plastic mass is formed with humidity 24-26%. The paste is used to form blocks of a honeycomb structure in the form of a hexagon with a side of 20 mm and triangular channels with a side of 2 mm and a wall thickness of 0.6 mm, with an open contact surface of 50%. The blocks are dried to an air-dry state, dried at 400 ° C for 4 hours with a temperature rise rate of an average of 30 ° C / h. Then it is calcined at 1100 ° С for 4 h.

Готовый катализатор соответствует формулеThe finished catalyst meets the formula

(NiO) 0,1(Mg1,94 Mp0,06Al4Si5 O18)0,9, где Mp - смесь Fe, K, Na, Li, Mg, Са, Ti.(NiO) 0.1 (Mg 1.94 Mp 0.06 Al 4 Si 5 O 18 ) 0.9, where Mp is a mixture of Fe, K, Na, Li, Mg, Ca, Ti.

Пример 11.Example 11.

В турбосмеситель загружают 40,25 в.ч. талька Онотского месторождения, 36,86 в.ч. глины Обской (состава 43% SiO2, 38% Al2O3, 4% промоторы, 15% вода), 12,89 в.ч. гиббсита, 10 в.ч. кордиеритового порошка и подвергают перемешиванию в течение 5 мин.The turbomixer is charged with 40.25 v.h. talcum powder of the Onotsky deposit, 36.86 wt. Obskoy clay (composition 43% SiO 2 , 38% Al 2 O 3 , 4% promoters, 15% water), 12.89 p.h. gibbsite, 10 v.ch. cordierite powder and stirred for 5 minutes.

Подготовленную смесь в необходимом количестве 100-110 г загружают в планетарную мельницу и подвергают активации при ускорении 20g в течение 5 мин. 100 г активированной смеси загружают в Z-образный смеситель емкостью 0.5 л, добавляют 0,5% раствор МЦ, 1 г древесной муки, 3 г двуокиси марганца перемешивают в течение 30-40 мин до образования однородной пластичной массы с влажностью 24-26%. Из пасты формуют блоки сотовой структуры в форме шестигранника со стороной 20 мм и треугольными каналами со стороной 2 мм и толщиной стенки 0,6 мм. Блоки провяливают до воздушно-сухого состояния, сушат при 400°С в течение 4 ч со скоростью подъема температуры в среднем 30°С/ч. Затем прокаливают при 1100°С в течение 4 ч. The prepared mixture in the required amount of 100-110 g is loaded into a planetary mill and subjected to activation at an acceleration of 20 g for 5 minutes. 100 g of the activated mixture is loaded into a Z-shaped mixer with a capacity of 0.5 l, a 0.5% solution of MC, 1 g of wood flour, 3 g of manganese dioxide is mixed for 30-40 minutes until a homogeneous plastic mass with a moisture content of 24-26% is formed. The paste is used to form blocks of a honeycomb structure in the form of a hexagon with a side of 20 mm and triangular channels with a side of 2 mm and a wall thickness of 0.6 mm. The blocks are dried to an air-dry state, dried at 400 ° C for 4 hours with a temperature rise rate of an average of 30 ° C / h. Then it is calcined at 1100 ° С for 4 h.

Готовый катализатор соответствует формуле The finished catalyst meets the formula

(MnO)0,03(Mg1,98Mp0,02 Al4Si5O18)0,97 , где Me - смесь Fe, K, Na, Li, Mg, Са, Ti.(MnO) 0.03 (Mg 1.98 Mp 0.02 Al 4 Si 5 O 18 ) 0.97, where Me is a mixture of Fe, K, Na, Li, Mg, Ca, Ti.

Как видно из приведенных примеров (таблицы 1-2), прочность, термостабильность и селективность новых катализаторов превышают характеристики прототипа даже при меньших температурах прокаливания.As can be seen from the above examples (Tables 1-2), the strength, thermal stability and selectivity of the new catalysts exceed the characteristics of the prototype even at lower calcination temperatures.

Таким образом, изобретение решает задачу разработки катализатора для процесса окисления аммиака, характеризующегося более высокой активностью, прочностью и термостабильностью по сравнению с прототипом за счет оптимизации состава катализатора, оптимального способа введения активного компонента в состав катализатора и используемого сырья.Thus, the invention solves the problem of developing a catalyst for the oxidation of ammonia, characterized by a higher activity, strength and thermal stability in comparison with the prototype by optimizing the composition of the catalyst, the optimal method of introducing the active component into the catalyst and the raw materials used.

Таблица 1 - Физико-химические свойства катализаторов.Table 1 - Physicochemical properties of catalysts.

№ примепаExample # Химический составChemical composition Температура прокаливания, °СCalcination temperature, ° С Прочность Н/изделиеStrength N / product ТермоударыThermal shock открытая пов-ть контактаopen contact 1 прототип1 prototype 1,97MgO 0,03MnO 1.99Al2O3 5,015SiO2
( или Mg1,97Mn0,03Al3.98Si5.01 O18-0,01)
1.97MgO 0.03MnO 1.99Al 2 O 3 5.015SiO 2
(or Mg 1.97 Mn 0.03 Al 3.98 Si 5.01 O 18-0.01 )
10001000 70007000 9nine 50fifty
11001100 80008000 1010 12001200 1000010000 1212 22 (MnO)0,03(Mg1,94Mp0,06 Al4Si5 O18)0,97 (MnO) 0.03 (Mg 1.94 Mp 0.06 Al 4 Si 5 O 18 ) 0.97 10001000 90009000 1212 50fifty 11001100 1100011000 1212 12001200 1300013000 1212 33 (MnO)0,03(Mg1,94Mp0,06 Al4Si5 O18)0,97 (MnO) 0.03 (Mg 1.94 Mp 0.06 Al 4 Si 5 O 18 ) 0.97 11001100 85008500 1212 7070 4four (MnO)0,03(Mg1,94Mp0,06 Al4Si5 O18)0,97 (MnO) 0.03 (Mg 1.94 Mp 0.06 Al 4 Si 5 O 18 ) 0.97 11001100 2100021000 1212 15fifteen 5five (Fe2O3) 0,1(Mg1,94 Mp0,06 Al4Si5 O18)0,9 (Fe 2 O 3 ) 0.1 (Mg 1.94 Mp 0.06 Al 4 Si 5 O 18 ) 0.9 11001100 1100011000 1212 50fifty 66 (Fe2O3⋅V2O5)0,2(Mg1,94Mp0,06)Al4Si5O18)0,8 (Fe 2 O 3 ⋅V 2 O 5 ) 0.2 (Mg 1.94 Mp 0.06 ) Al 4 Si 5 O 18 ) 0.8 11001100 1000010000 1212 50fifty 77 (Fe2O3⋅Cr2O3)0,2(Mg1,94Mp0,06Al4Si5O18)0,8 (Fe 2 O 3 ⋅Cr 2 O 3 ) 0.2 (Mg 1.94 Mp 0.06 Al 4 Si 5 O 18 ) 0.8 11001100 1200012000 1212 50fifty 8eight (Cu2O) 0,01(Mg1,94 Mp0,06Al4Si5 O18)0,99 (Cu 2 O) 0.01 (Mg 1.94 Mp 0.06 Al 4 Si 5 O 18 ) 0.99 11001100 1100011000 1212 50fifty 9nine (Co3O4) 0,1(Mg1,94 Mp0,06 Al4Si5 O18)0,9 (Co 3 O 4 ) 0.1 (Mg 1.94 Mp 0.06 Al 4 Si 5 O 18 ) 0.9 11001100 1100011000 1212 50fifty 1010 (NiO) 0,1(Mg1,94 Mp0,06Al4Si5 O18)0,9 (NiO) 0.1 (Mg 1.94 Mp 0.06 Al 4 Si 5 O 18 ) 0.9 11001100 1100011000 1212 50fifty 11eleven (MnO)0,03(Mg1,98Mp0,02 Al4Si5 O18)0,97 (MnO) 0.03 (Mg 1.98 Mp 0.02 Al 4 Si 5 O 18 ) 0.97 11001100 80008000 11eleven 50fifty

Таблица 2 - Данные по каталитической активности двухступенчатых систем в реакции окисления аммиака (* - приведены данные по активности только платиноидных сеток - 1й ступени).Table 2 - Data on the catalytic activity of two-stage systems in the reaction of ammonia oxidation (* - data on the activity of only platinoid networks - 1st stage are given).

№ примераExample No. Состав катализатораCatalyst composition Х(NH3)X (NH 3 ) X(NO)X (NO) α(NO)α (NO) 1 прототип1 prototype 1,97MgO 0,03MnO 1.99Al2O3 5,015SiO2
(Mg1,94Mn0,06 Al4Si5 O18)
1.97MgO 0.03MnO 1.99Al 2 O 3 5.015SiO 2
(Mg 1.94 Mn 0.06 Al 4 Si 5 O 18 )
100,0100.0 91,3/92,691.3 / 92.6 91,3/92,691.3 / 92.6
22 (MnO)0,03(Mg1,94Mp0,06Al4Si5O18)0,97 (MnO) 0.03 (Mg 1.94 Mp 0.06 Al 4 Si 5 O 18 ) 0.97 100,0100.0 92,1/93,592.1 / 93.5 92,1/93,592.1 / 93.5 5five (Fe2O3) 0,1(Mg1,94 Mp0,06) Al4Si5O18)0,9 (Fe 2 O 3 ) 0.1 (Mg 1.94 Mp 0.06 ) Al 4 Si 5 O 18 ) 0.9 100,0100.0 92,592.5 92,592.5 66 (Fe2O3⋅V2O5)0,2(Mg1,94Mp0,06)Al4Si5 O18)0,8 (Fe 2 O 3 ⋅V 2 O 5 ) 0.2 (Mg 1.94 Mp 0.06 ) Al 4 Si 5 O 18 ) 0.8 100,0100.0 92,992.9 92,992.9 77 (Fe2O3⋅Cr2O3)0,2(Mg1,94Mp0,06)Al4Si5 O18)0,8 (Fe 2 O 3 ⋅Cr 2 O 3 ) 0.2 (Mg 1.94 Mp 0.06 ) Al 4 Si 5 O 18 ) 0.8 100,0100.0 92,092.0 92,092.0 8eight (Cu2O) 0,01(Mg1,94 Mp0,06Al4Si5 O18)0,99 (Cu 2 O) 0.01 (Mg 1.94 Mp 0.06 Al 4 Si 5 O 18 ) 0.99 100,0100.0 93,493.4 93,493.4 9nine (Co3O4) 0,1(Mg1,94 Mp0,06) Al4Si5 O18)0,9 (Co 3 O 4 ) 0.1 (Mg 1.94 Mp 0.06 ) Al 4 Si 5 O 18 ) 0.9 100,0100.0 92,592.5 92,592.5 1010 (NiO) 0,1(Mg1,94 Mp0,06) Al4Si5 O18)0,9 (NiO) 0.1 (Mg 1.94 Mp 0.06 ) Al 4 Si 5 O 18 ) 0.9 100,0100.0 92,792.7 92,792.7 11eleven (MnO)0,03(Mg1,98Mp0,02 Al4Si5 O18)0,97 (MnO) 0.03 (Mg 1.98 Mp 0.02 Al 4 Si 5 O 18 ) 0.97 100,0100.0 92,0/92,892.0 / 92.8 92,0/92,892.0 / 92.8 ** 5 платиноидных сеток5 platinoid meshes 99,899.8 88,088.0 89,789.7

Claims (4)

1. Катализатор блочной сотовой структуры для окисления аммиака в оксид азота (II), представляющий собой смешанный оксид общей формулы (МеО)x(Mg2-yyAl4Si5O18)1-x, где х=0,01-0,2, у=0,05-0,2, MeО - активный компонент катализатора, Me - это Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Cr, V и/или их смеси, Мp - промотор, представляющий собой смесь Fe, K, Na, Li, Са, Ti, Mg2-yyAl4Si5O18 - формообразующая составляющая катализатора, имеющая структуру кордиерита.1. A catalyst of a block honeycomb structure for the oxidation of ammonia to nitric oxide (II), which is a mixed oxide of the general formula (MeO) x (Mg 2-yy Al 4 Si 5 O 18 ) 1-x , where x = 0.01 -0.2, y = 0.05-0.2, MeO is the active component of the catalyst, Me is Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Cr, V and / or mixtures thereof, Mp is a promoter that is a mixture Fe, K, Na, Li, Ca, Ti, Mg 2-yy Al 4 Si 5 O 18 is a shape-generating component of the catalyst having a cordierite structure. 2. Способ приготовления катализатора блочной сотовой структуры для окисления аммиака в оксид азота (II), заключающийся в смешении предшественника формообразующей составляющей катализатора - кордиерита Mg2-yyAl4Si5O18, где в качестве предшественника используют мехактивированную смесь бентонита, технического гидрата глинозема и талька, и активного компонента MeО в присутствии раствора поверхностно-активных веществ до образования пластичной пасты с последующим ее экструзионным формованием в виде блоков сотовой структуры, их сушкой и прокаливанием, так что полученный катализатор имеет состав (МеО)x(Mg2-yyAl4Si5 O18)1-x, где х=0,01-0,2, у=0,05-0,2, MeО - активный компонент катализатора, Me - это Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Cr, V и/или их смеси, Мp - промотор, представляющий собой смесь Fe, K, Na, Li, Са, Ti, Mg2-yyAl4Si5O18 - формообразующая составляющая катализатора, имеющая структуру кордиерита.2. A method of preparing a catalyst of a block honeycomb structure for the oxidation of ammonia to nitric oxide (II), which consists in mixing the precursor of the forming component of the catalyst - cordierite Mg 2-yy Al 4 Si 5 O 18 , where a mechanically activated mixture of bentonite, technical hydrate of alumina and talc, and the active component MeO in the presence of a solution of surfactants to form a plastic paste, followed by its extrusion molding in the form of honeycomb blocks, drying and calcining them, so that the resulting catalyst has the composition (MeO) x (Mg 2- yy Al 4 Si 5 O 18 ) 1-x , where x = 0.01-0.2, y = 0.05-0.2, MeO is the active component of the catalyst, Me is Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Cr, V and / or their mixtures, Мp is a promoter that is a mixture of Fe, K, Na, Li, Ca, Ti, Mg 2-yy Al 4 Si 5 O 18 is a form-forming component of the catalyst having structure of cordierite. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что катализатор формуют в виде прямоугольных или шестигранных призм с однонаправленными каналами прямоугольной, или треугольной, или круглой формы с открытой поверхностью контакта от 15 до 70%.3. A method according to claim 2, characterized in that the catalyst is formed in the form of rectangular or hexagonal prisms with unidirectional channels of a rectangular, or triangular, or circular shape with an open contact surface from 15 to 70%. 4. Процесс окисления аммиака в оксид азота (II), включающий пропускание реакционной газовой смеси, содержащей аммиак и кислородсодержащий газ, через двухступенчатую каталитическую систему, сформированную различными способами из катализаторных, улавливающих и инертных сеток на 1й ступени и слоя блочного катализатора на 2й, отличающийся тем, что во 2й ступени используют катализатор по п.1 или приготовленный по пп. 2, 3.4. The process of oxidation of ammonia to nitric oxide (II), including passing a reaction gas mixture containing ammonia and an oxygen-containing gas through a two-stage catalytic system formed by various methods from catalyst, trapping and inert nets at the 1st stage and a block catalyst layer at the 2nd, which differs the fact that in the 2nd stage use a catalyst according to claim 1 or prepared according to claims. 2, 3.
RU2020137398A 2020-11-16 2020-11-16 Catalyst, its preparation method, and process of ammonia oxidation RU2748990C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020137398A RU2748990C1 (en) 2020-11-16 2020-11-16 Catalyst, its preparation method, and process of ammonia oxidation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020137398A RU2748990C1 (en) 2020-11-16 2020-11-16 Catalyst, its preparation method, and process of ammonia oxidation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2748990C1 true RU2748990C1 (en) 2021-06-02

Family

ID=76301342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020137398A RU2748990C1 (en) 2020-11-16 2020-11-16 Catalyst, its preparation method, and process of ammonia oxidation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2748990C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6489264B1 (en) * 1997-03-12 2002-12-03 Institut Kataliza Imeni G.K. Ammonia oxidation catalyst
RU2234977C1 (en) * 2003-10-13 2004-08-27 Институт катализа им. Г.К.Борескова СО РАН Catalyst and ammonia conversion process
RU2251452C1 (en) * 2003-10-13 2005-05-10 Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук Catalyst and a method of conversion of ammonia
CN101168128A (en) * 2006-10-25 2008-04-30 刘芬 Composite metal oxide catalyst and its preparing process and use
RU2368417C1 (en) * 2008-05-28 2009-09-27 Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук (статус государственного учреждения) Catalyst and method of converting ammonia
CN102834165A (en) * 2010-02-01 2012-12-19 约翰逊马西有限公司 Nox absorber catalysts

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6489264B1 (en) * 1997-03-12 2002-12-03 Institut Kataliza Imeni G.K. Ammonia oxidation catalyst
RU2234977C1 (en) * 2003-10-13 2004-08-27 Институт катализа им. Г.К.Борескова СО РАН Catalyst and ammonia conversion process
RU2251452C1 (en) * 2003-10-13 2005-05-10 Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук Catalyst and a method of conversion of ammonia
CN101168128A (en) * 2006-10-25 2008-04-30 刘芬 Composite metal oxide catalyst and its preparing process and use
RU2368417C1 (en) * 2008-05-28 2009-09-27 Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук (статус государственного учреждения) Catalyst and method of converting ammonia
CN102834165A (en) * 2010-02-01 2012-12-19 约翰逊马西有限公司 Nox absorber catalysts

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6471240B2 (en) Cerium-zirconium composite oxide, production method thereof and use of catalyst
AU2015365613B2 (en) Catalyst manufacturing method
US4956329A (en) High surface area cordierite catalyst support structures
KR101990156B1 (en) METHOD FOR TREATING A GAS CONTAINING NITROGEN OXIDES(NOx), IN WHICH A COMPOSITION COMPRISING CERIUM OXIDE AND NIOBIUM OXIDE IS USED AS A CATALYST
CA2696028C (en) Catalyst, production method therefor and use thereof for decomposing n2o
JPH01168343A (en) Exhaust gas purifying catalyst
CN110023240A (en) The synthesis of AFX zeolite
JPS6233540A (en) Divalent metal-aluminate catalyst
US6489264B1 (en) Ammonia oxidation catalyst
WO2014193783A1 (en) Formed ceramic substrate composition for catalyst integration
JPWO2012093599A1 (en) Exhaust gas purification catalyst
US4224302A (en) Process for producing an alumina catalyst carrier
EP2202201B1 (en) Ammonia oxidation catalysts
EP2072129A2 (en) Production process of oxidation catalyst apparatus for purifying exhaust gas
JPH10128118A (en) Nitrogen oxide removing catalyst and its production
RU2748990C1 (en) Catalyst, its preparation method, and process of ammonia oxidation
JP4672540B2 (en) Nitrous oxide decomposition catalyst and purification method of nitrous oxide-containing gas
RU2368417C1 (en) Catalyst and method of converting ammonia
WO2012110780A1 (en) Catalysts for use in ammonia oxidation processes
RU2756660C1 (en) Catalytic element of a regular cellular structure for heterogeneous reactions
JP2003117400A (en) Carrier, method for producing the same and hydrogen refining catalyst using the same
JPS63305938A (en) Catalyst for purifying exhaust gas
RU2234977C1 (en) Catalyst and ammonia conversion process
JP4254444B2 (en) Exhaust gas purification catalyst for internal combustion engine and method for producing the same
CN110026190B (en) Cerium-zirconium composite oxide and application thereof in catalyzing NOXApplication in reduction reaction