SU1748855A1 - Способ получени катализатора - сорбента на основе хромсодержащих соединений дл очистки газовых смесей от хлорорганических веществ - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области катализа , в- частности, к способам получени  катализаторов-сорбентов на основе хромсодержащих соединений дл  очистки отход щих гадов от хлорсодержащих углеводородов . Цель - создание способа получени  катализатора, обладающего повышенной сорбционной емкостью по хлорорганическим веществам. Его приготовление ведут путем обработки у-оксида алюмини  щавелевой, уксусной или азотной кислотой при 50-100°С, пропитки его раствором активного вещества, сушки, термообработки . Предлагаемый катализатор обладает более высокой сорбционной емкостью по хлорорганическим веществам, например по винилхлориду. емкость составл ет 11,5 мг/r против 8,4 мг/г в-изве- стном способе. 4 табл. 1Л С

Description

Изобретение относитс  к области катализа , в частности к способам получени  катализаторов-сорбентов дл  очистки отход щих газов от хлорсодержащих углеводородов , и может быть использовано дл  приготовлени  катализаторов, примен емых на предпри ти х по производству и переработке хлорорганических веществ.

Известен способ приготовлени  катализатора-сорбента дл  очистки газовых смесей от винилхлорида в сорбционно-ка- талитическом режиме, заключающийс  в совместном осаждении аммиаком гидрооксидов меди, кобальта и хрома из водного раствора из -азотнокислых солей, сушке и прокаливании осадка в среде инертного газа при температуре 425-450°С.

Существенным недостатком этого способа  вл етс  образование промывных вод,

загр зненных ионами меди, кобальта и хрома . Кроме того, при -.ермической обработке соосажденной массы выдел ютс  токсичные окислы азота, попадание которых в атмосферу воздуха недопустимо.

Известен также способ получени  катализатора путем пропитки носител  раствором активного вещества с последующей термообработки. Этот способ  вл етс  экологически более чистым.

Однако получаемый при этом катализатор непригоден дл  сорбционно-каталити- ческой очистки газов вследствие низкой сорбционной емкости по реагирующим веществам . Так, например, меднохромовый катализатор дл  глубокой очистки газовоздушных смесей от винилхлорида при температуре 60°С адсорбирует всего 0,05 мг винилхлорида нач1 г катализатора,

2

00 00

ел ел

Наиболее близок по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способу метод получени  алюмохрбмового катализатора, используемого в способе очистки от хлорорганиче- ских веществ. Катализатор готов т путем пропитки водным раствором оксида хрома (VOy-оксида алюмини , предварительно обработанного сол ной кислотой. Обработку носител  осуществл ют 0,1-0,5 об.% раствором сол ной кислоты при комнатной температуре в течение 2-4 ч с последующей прокалкой при температуре 220°С, Данный способ позвол ет получать контакты, пригодные дл  сорбционно-каталитической очистки газов от хлорорганических веществ.

Однако сорбционна  емкость таких катализаторов по хлорорганическим веществам все же недостаточно высока (8,4 мг/г по винилхлориду).

Цель изобретени  - создание способа получени  катализатора, обладающего повышенной сорбционной емкостью по хлорорганическим веществам, способного эффективно работать в сорбционно-кзтали- тическом режиме очистки.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что носитель у- , используемый дл  приготовлени  катализатора, перед нанесением активной массы подвергают обработке раствором одной из следующих кислот: щавелевой , уксусной или азотной. Кислотную обработку провод т при 50-100°С, а затем после фильтрации и сушки у - АГгОз подвергают его термической обработке в воздухе при 220°С. бксиднохромовый катализатор, приготовленный на основе обработанного таким образом Носител , существенно увеличивает свою сорбционную емкость по ви- нилхлориду. Так, оксиднохромовый катализатор, состо щий из 40 мас,% СгаОз и 60 мас.% у- AtaOa, в случае обработки носител  сол ной кислотой при комнатной температуре имеет сорбционную емкость по винилхлориду при температуре 60°С, равную 8,4 мг/r, в то врем  как катализатор того же состава, носитель которого подвергнут обработке при кип чении щавелевой кислотой, имеет сорбционную емкость 11,5 мг/г (5,0 об.% раствор).

Пример 1. Приготовление катализатора . Дл  приготовлени  100 г оксиднохро- мового катализатора, содержащего 40 мас.% оксида хрома (III), берут 52,4 г оксида хрома (VI) и раствор ют в 42 см дистиллированной воды. Полученным раствором пропитывают 60 г у- АДОэ, обработанного кислотой. Пропитанный носитель после сушки при 110°С подвергают термической обработке в инертной среде при температуре 425-450°С в течение 10ч,

Обработку кислотами у- осуществл ют следующим образом. Носитель в виде

гранул неправильной формы помещают в стакан, заливают п тикратным по объему 2; 3,5; 5.0:6,5 или 8,0 об.% раствором щавелевой , уксусной или азотной кислот, подвергают кип чению в течение 2 ч, а затем

отфильтровывают и подвергают термической обработке в атмосфере воздуха при 200-225°С

Пример 2. Очистка газовой смеси. В проточный оеактор диаметром 16 мм помещ ют 6 см оксиднохромового катализатора , содержащего 40 мас.% оксида хрома (III) на обработанном щавелевой, уксусной или азотной кислотами у -оксиде алюмини . Через реактор, нагретый до 60°С, пропускают 6 л/ч гаэовоздушной смеси, содержащей 279 мг/м винилхлорида или 288 мг/м3этилхлорида, до насыщени  катализатора , регистриру  врем  защитного действи  контакта. Затем температуру поднимают до 350°С и выдерживают при этой температуре в течение 2 ч. Данные, характеризующие конкретные услови  проведени  опытов по определению величины сорбционной емкости контактов по хлорорганическим веществам, приведены в табл.1.

Из приведенных данных следует, что образцы, приготовленные с использованием у - AlaOs, обработанного щавелевой, уксусной или азотной кислотами, обладают

более высокой сорбционной емкостью, чем контакты, приготовленные на основе носител , обработанного сол ной кислотой. Это наблюдаетс  как в услови х по прототипу (образец 16), так и в услови х за вл емого

способа (образец 17). Наиболее целесообразна обработка 3,5-6,5 об.% растворами кислот, оптимальной  вл етс  концентраци  5%. В этом случае достигаетс  максимальна  сорбционна  емкость катализаторов . Образцы, приготовленные с использованием носителей, обработанных 2 об.% растворами кислот, имеют более низкую сорбционную емкость, чем по прототипу . Применение 8 об.% растворов кислот

. также проводит к снижению сорбционных свойств контактов.

Показатели, характеризующие эффективность предложенного способа получени  катализаторов дл  очистки газовых

смесей от хлорсодержащих веществ в сорб- ционно-каталитическом режиме, представлены в табл.2.

Пример 3. Дл  приготовлени  100 г кобальтхромового катализатора, содержащего 40 мас.% хромита кобальта, берут 35,2 г оксида хрома (VI), 51,2 г азотнокислого кобальта и раствор ют в 39 см3 дистиллированной воды. Полученным раствором пропитывают 60 г у -оксида алюмини , обработанного кислотой. Пропитанный носитель после сушки при 110°С подвергают термической обработке в инертной среде при температуре 425-450°С в течение 10 ч.

Обработку у- осуществл ют 5 об- % растворами щавелевой, уксусной или азотной кислот при кип чении в течение 2 ч, а затем отфильтровывают и подвергают термической обработке в атмосфере воздуха при 200-225°С.

Определение величины сорбционной емкости по винилхлориду провод т в проточном реакторе диаметром 16 мм, в который помещают 6 см3 катализатора. Через реактор, нагретый до 60°С, пропускают б л газовоздушной смеси в 1 ч, содержащей 279 мг/м винилхлорида, до насыщени  катализатора , регистриру  врем  защитного действи  контакта.

Результаты проведенных экспериментов приведены в табл.3.

Из приведенных данных следует, что и на кобальтхромовых образцах, приготовленных с использованием у-оксида алюмини , обработанного 5 об.% растворами щавелевой, уксусной или азотной кислот, сорбционна  емкость по винилхлориду выше по сравнению с катализатором того же состава с у- AlzOa. обработанным 0,5 об.% раствором сол ной кислоты.

Пример 4. Дл  приготовлени  100 г оксиднохромового катализатора, содержащего 40 мас,% оксида хрома (III), берут 52,4 г оксида хрома (VI) и раствор ют в 40 42 см3 дистиллированной воды. Полученным раствором пропитывают 60 гу-оксида . алюмини , обработанного кислотой. Пропи- танный носитель после сушки при 100°С подвергают термической обработке в инер- 45

0

5

0

5

0

5

0 5

тной среде при температуре 425-450°С в течение 10 ч.

Обработку носител  осуществл ют при температурах 50 и 75°С, варьиру  продолжительность обработки. Отфильтрованный носитель подвергают термической обработке в атмосфере воздуха при 220-225°С. Определение величины сорбционной емкости по винилхлориду приготовленных образцов провод т так, как описано в примере 1.

Полученные результаты приведены в табл.4.

Из данных табл.4 видно, что катализаторы , приготовленные с использованием у- А1гОз. обработанного кислотой при температурах ниже 100°С, обладают сорбционной емкостью по винилхлориду более высокой, чем у прототипа. Причем увеличение времени обработки повышает величину сорбционной емкости.

Из приведенных данных видно, что катализаторы , приготовленные по предлагаемому способу, обладают более высокой сорбционной емкостью по хлороргзниче- ским веществам, чем контакты, полученные известным способом. На катал изаторахсор- бционно-каталитической очистки, приготовленных с использованием носителей, обработанных щавелевой, уксусной или азотной кислотами, сорбционна  емкость по винилхлориду повышаетс  почти на 25%.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ получени  катализатора-сорбента на основе хромсодержащих соединений дл  очистки газовых смесей от хлорорганических веществ, включающий обработку у -оксида алюмини  кислотой, пропитку его раствором активного вещества , сушку и термообработку, отличающийс  тем, что, с целью получени  катализатора , обладающего повышенной сорбционной емкостью по хлорорганическим веществам, в качестве кислоты используют щавелевую, уксусную или азотную и обработку осуществл ют при 50-100°С.

   Таблица 1

   Продолжение табл. 1

   Таблица 2

   Таблица 3

   Таблица 4