SU1759446A1 - Catalyst for oxidizing ammonia to nitrogen oxide - Google Patents
Catalyst for oxidizing ammonia to nitrogen oxide Download PDFInfo
- Publication number
- SU1759446A1 SU1759446A1 SU914904114A SU4904114A SU1759446A1 SU 1759446 A1 SU1759446 A1 SU 1759446A1 SU 914904114 A SU914904114 A SU 914904114A SU 4904114 A SU4904114 A SU 4904114A SU 1759446 A1 SU1759446 A1 SU 1759446A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- oxide
- catalyst
- copper
- temperature
- yttria
- Prior art date
Links
Abstract
Сущность изобретени продукт - KI состава, % оксид иттри 21-27, оксид берилли 5-8, пероксид бари 8-11, оксид меди (I) 27-33, оксид меди (It) остальное КТ получают смешением указанных оксидов в этиловом спирте, формуют и поокаливают, поднима температуру со скоростью 300°С/ч, выдерживают при этой температуре , охлаждают со скоростью 50-70°С/чдо 300°С и затем до комнатной температуры. Характеристика: увеличение селективности и термостойкости. 1 таблThe essence of the invention is the product - KI composition,% yttria oxide 21-27, beryllium oxide 5-8, barium peroxide 8-11, copper oxide (I) 27-33, copper oxide (It); the rest QD is obtained by mixing the indicated oxides in ethyl alcohol, molded and tempered, raising the temperature at a rate of 300 ° C / h, kept at this temperature, cooled at a rate of 50-70 ° C / h to 300 ° C and then to room temperature. Characteristic: increased selectivity and heat resistance. 1 tab
Description
Изобретение относитс к неплатиновым катализаторам окислени аммиака в производстве азотной кислоты.This invention relates to non-platinum ammonia oxidation catalysts in the production of nitric acid.
Известен р д неплатиновых катализаторов окислени аммиака до азота (II). Наиболее селективные из неплатиновых катализаторов в качестве основного компонента содержат СозОз Например, известен катализатор, содержащий СозО/i и оксиды Nl, Fe, Sr. Выход оксида азота (II) на нем достигаетс 96-98% при 750-810°С. Однако такой высокий выход оксида азота (II) обеспечиваетс только при малой производительности катализатора 20-25 кг МНз/г кат сут, что делает весь процесс в целом непроизводительным 1.A number of non-platinum catalysts for the oxidation of ammonia to nitrogen (II) are known. The most selective of non-platinum catalysts contain SoSoz as a main component. For example, a catalyst is known that contains SoSO / i and oxides Nl, Fe, Sr. The yield of nitric oxide (II) on it reaches 96-98% at 750-810 ° C. However, such a high yield of nitric oxide (II) is ensured only with a low catalyst productivity of 20–25 kg mH3 / g cat day, which makes the whole process unproductive 1.
Более высокой производительности до 30 кг/МНз/г кат-сут обладает катализатор, содержащий СозСм и модифицирующую добавку-оксид РЗЭ или их смесь в количестве 5-15 мас.%. Выход оксида азота (11)86-95% при 800°С, но с увеличением производительности процесса исходного сырь (NHa)Higher performance up to 30 kg / MNZ / g cat-day has a catalyst containing CosSm and modifying additive REE oxide or a mixture of them in an amount of 5-15 wt.%. The output of nitric oxide (11) 86-95% at 800 ° C, but with an increase in the productivity of the process of raw materials (NHa)
до 35 кг степень окислени падает до 80%, те данный катализатор эффективен лишь при малых нагрузках 2.up to 35 kg, the degree of oxidation drops to 80%, and this catalyst is effective only at low loads 2.
Разработан катализатор окислени аммиака на основе окисла железа (III) с добавками цирконата бари 0,1-1 мае % оксида магни , оксида цинка или оксида никел 3,5-6,5 мас.%. Выход оксида азота примерно 96-97%. Катализатор отличаетс относительной доступностью и дешевизной исходных компонентов.A catalyst for the oxidation of ammonia based on iron (III) oxide with the addition of barium zirconate 0.1-1% by weight of magnesium oxide, zinc oxide or nickel oxide, 3.5-6.5% by weight, has been developed. The output of nitric oxide is about 96-97%. The catalyst is distinguished by the relative availability and cheapness of the starting components.
Недостатками катализатора вл ютс невысока селективность и повышенный в св зи с этим расход аммиачно-воздуил и смеси, а также потери, обусловленные высокой летучестью оксида никелч. В св зи с этим данный катализатор не нашел практического применени 3.The disadvantages of the catalyst are low selectivity and, in connection with this, increased consumption of ammonia-air and mixtures, as well as losses due to high volatility of nickel oxide. Therefore, this catalyst has not found practical application 3.
Наиболее близким к предлагаемому вл етс катализатор, содержащий оксид железа (78-88%) с добавками оксида хромо 70% и оксида берилли 5-15% 4 Каталта тор работает стабильно только при тем пор -The closest to the proposed is a catalyst containing iron oxide (78-88%) with the addition of chromo oxide 70% and beryllium oxide 5-15%. 4 The catalyst works stably only when
&&
туре 750°С и времени контактировани г- -0,55410 2 с, выход оксида азота на этом катализаторе составл ет 96-97%. Оснос- ным недостатком данного катализатора вл етс резкое понижение его активности при повышении температуры процесса, что приводит к уменьшению выхода N0 (II) при отклонении от температуры 750°С, т.е. чрезвычайно узкий температурный диапазон его стабильной работы. Указанную температуру технологически трудно контролировать и выдерживать. Так, например, отклонение температуры до 800-850°С приводит к уменьшению выхода )МО(П)до 90%, а увеличение температуры до 900-950°С приводит к снижению выхода°1 10 (II) до 85%.at a temperature of 750 ° C and a contact time of g- -0.55410 2, the yield of nitric oxide on this catalyst is 96-97%. The main disadvantage of this catalyst is a sharp decrease in its activity with increasing process temperature, which leads to a decrease in the yield N0 (II) with a deviation from the temperature of 750 ° C, i.e. extremely narrow temperature range of its stable operation. The specified temperature is technologically difficult to control and maintain. So, for example, the deviation of temperature to 800-850 ° C leads to a decrease in yield) MO (P) to 90%, and an increase in temperature to 900-950 ° C leads to a decrease in output ° 10 (II) to 85%.
Цель изобретени - повышение селективности и термостойкости катализатора.The purpose of the invention is to increase the selectivity and heat resistance of the catalyst.
Цель достигаетс тем, что катализатор дл окислени аммиака в оксид азота (11), содержит оксид меди (I), оксид меди (II), оксид иттри , оксид берилли и пероксид бари при следующем содержании компонентов, мас.%:The goal is achieved by the fact that the catalyst for the oxidation of ammonia to nitric oxide (11) contains copper (I) oxide, copper (II) oxide, yttria, beryllium oxide and barium peroxide at the following content, wt.%:
Оксид иттри 21-27Yttri Oxide 21-27
Оксид берилли 5-8Beryllium Oxide 5-8
Пероксид бари 8-11Barium peroxide 8-11
Оксид меди (I)27-33Copper oxide (I) 27-33
Оксид меди (II)ОстальноеCopper (II) Oxide Else
и представл ет собой твердый раствор упом нутых оксидов.and is a solid solution of the said oxides.
Отличительными признаками предлагаемого катализатора вл ютс содержание в качестве оксида металла переменной валентности оксида меди (I) и оксида меди (II), в качестве оксида модифицирующего ла - оксида иттри и дополнительное содержание пероксида бари при указанном содержании компонентов, а так;че Фазовый состав катализатора, который представл ет собой твердый раствор.Distinctive features of the proposed catalyst are the content as a variable-valence metal oxide of copper (I) oxide and copper (II) oxide, as an oxide of a modifying lactic oxide lithium oxide, and an additional content of barium peroxide at the specified content of components, and more which is a solid solution.
Наличие оксида иттри обеспечивает термостойкость катализатора в результате образовани с основным компонентом (оксидом меди) твердого раствора. При снижении массы оксида иттри в катализаторе ниже 21 мас.% термостойкость катализатора резко уменьшаетс , а повышение содержа ни УаОз более 27% будет сопровождатьс переходом твердого раствора в насыщенный твердый раствор и выпадением УаОз в виде отдельной фазы, не обладающей достаточной каталитической активностью.The presence of yttria oxide provides the heat resistance of the catalyst as a result of the formation of a solid solution with the main component (copper oxide). By reducing the mass of yttria oxide in the catalyst below 21 wt.%, The thermal stability of the catalyst decreases sharply, and an increase in the content of U-O3 over 27% will be accompanied by the transfer of solid solution into a saturated solid solution and the precipitation of U-O 3 in a separate phase that does not have sufficient catalytic activity.
Добавка пероксида бари в предлагаемом соотношении обусловлена тем, что пероксида бари при образовании твердого раствора вл етс дополнительным источником активированного кислорода, обладающего окислительной способностьюThe addition of barium peroxide in the proposed ratio is due to the fact that barium peroxide, when forming a solid solution, is an additional source of activated oxygen, which has an oxidizing ability
Уменьшение массы Ва02 менее 8% приводит к падению выхода целевого продукта - оксида азота (II).Reducing the mass of BaO2 less than 8% leads to a drop in the yield of the target product - nitric oxide (II).
Увеличение содержани Ва02 более 11 % нецелесообразно, так как может привести к уменьшению селективности катализатора .An increase in the Ba02 content of more than 11% is impractical, since it can lead to a decrease in the selectivity of the catalyst.
Оксид берилли , обладающий высокой характеристической температурой 1553 К. 0 выполн ет функции промотора в результате увеличени активных центров. Применение ВеО приводит к увеличению выхода оксида азота (II).Beryllium oxide, having a high characteristic temperature of 1553 K. 0 performs the functions of a promoter as a result of an increase in the active centers. The use of BeO leads to an increase in the yield of nitric oxide (II).
Уменьшение количества ВеО менее 5% 5 приводит к снижению производительности катализатора.Reducing the amount of BeO less than 5% 5 leads to a decrease in catalyst productivity.
Увеличение количества ВеО более 8% нецелесообразно из-за ограниченной растворимости оксида берилли и выпадани в 0 виде свободной фазы.Increasing the amount of BeO by more than 8% is impractical due to the limited solubility of beryllium oxide and precipitation into the form of the free phase.
Использование оксидов меди Си (I) и Си (II) обусловлено следующими факторами:The use of copper oxides Cu (I) and Cu (II) is due to the following factors:
способностью этих оксидов к образованию твердых растворов;the ability of these oxides to form solid solutions;
5малой шириной запрещенной зоны:5 minimum band gap:
СиО(1,4эВ), Си20(1,9эВ):Cu (1.4 eV), Cu 20 (1.9 eV):
способностью оксида меди при термической диссоциации выдел ть атомарный кислород 2 CuO-Cu20-0 ; 0способностью меди к диспропорционированмю Си - Си + + Си .the ability of copper oxide at thermal dissociation to emit atomic oxygen 2 CuO-Cu20-0; The ability of copper to disproportionate C - C + + C.
Дл повышени селективности катализатора используетс смесь оксидов меди СиО и Си20, так как Си (I) вл етс диамаг- 5 нитным атомом, а Си (II) находитс в парамагнитном состо нии.To increase the selectivity of the catalyst, a mixture of copper oxides CuO and Cu20 is used, since Cu (I) is a diamagnetic atom and Cu (II) is in a paramagnetic state.
Уменьшение содержани смеси СиО и CU20 менее 54% приводит к нарушению структуры катализатора, имеющего структу- 0 ру перовкиста, дефектного по кислороду. Изменение структуры вызывает падение каталитической активности и уменьшение выхода оксида азота (II).A decrease in the content of a mixture of CuO and CU20 of less than 54% leads to a disruption in the structure of the catalyst, which has a peroxide structure that is deficient in oxygen. A change in the structure causes a drop in the catalytic activity and a decrease in the yield of nitric oxide (II).
Увеличение содержани смеси Си v 5 СиаО более 66% также недопустимо из-за возможности выпадени этих компонентов в виде свободной фазы, не обладающей достаточно высокой каталитической активно стью.An increase in the content of the mixture of Cu v 5 CuaO by more than 66% is also unacceptable because of the possibility of precipitation of these components in the form of a free phase, which does not possess sufficiently high catalytic activity.
0Изобретение иллюстрируетс след/юш ,ими примерами.The invention is illustrated in trace / ush by examples.
Пример1.К смеси исходных омпо- нентов, в указанном в таблице соотношении (У20з, ВеО, Ва02, СиО, Си20). добавл ют 250 5 мл этилового спирта. После тщательного перемешивани в течение 60 мин пасту пропускают через фильеру аиамегром 3-5 мм, затем погружают в алундов/ о i,, сету помещают в печь. Поднима/ - .п-п Example 1. To the mixture of the initial components, in the ratio indicated in the table (Y203, BeO, BaO2, CuO, Cu20). 250 ml of ethyl alcohol are added. After thorough mixing for 60 minutes, the paste is passed through a spinneret of aaamegrome 3-5 mm, then immersed in alounds / o i, the set is placed in the oven. Raise / - .nn
рЭТуру СО СКОРОСТЬЮ 300nC/lJ ДС ПпО г ,;RETUR at a speed of 300nC / lJ DC PFO g,;
этой температуре ведут твердофазный синтез в течение 5 ч Затем продукт охлаждают в печи со скоростью 50-70°С/ч до 300°С, после чего алундовую емкость с продуктом извлекают .з печи и охлаждают до комнатной температуры. После этого полученный продукт подвергают высокотемпературному отжигу при 900°С в атмосфере кислорода в течение 1 ч. Изготовленный таким образом катализатор представл ет собой твердый раствор, содержащий 21 % У20з; Ю% BaCte; 8% ВеО; 30,5% СиО; 30,5% Си20. Выход оксида азота (II) при линейной скорости 2,2 м/с составл ет 92,5%. Приготовленный катализатор в виде гранул размером 2-3 мм загружают в кварцевый контактный аппарат и испытывают на каталитическую активность .At this temperature, solid phase synthesis is carried out for 5 hours. Then the product is cooled in a furnace at a rate of 50-70 ° C / h to 300 ° C, after which the alundum tank with the product is removed from the furnace and cooled to room temperature. After that, the obtained product is subjected to high-temperature annealing at 900 ° C in an oxygen atmosphere for 1 hour. The catalyst thus prepared is a solid solution containing 21% E203; Yu% BaCte; 8% BeO; 30.5% CuO; 30.5% Si20. The yield of nitric oxide (II) at a linear velocity of 2.2 m / s is 92.5%. The prepared catalyst in the form of granules with a size of 2-3 mm is loaded into a quartz contact apparatus and tested for catalytic activity.
Остальные составы катализатора готов т аналогичным образом.The remaining catalyst compositions are prepared in a similar manner.
Результаты испытани представлены в таблице.The test results are presented in the table.
Таким образом, как видно из приведенных результатов, катализатор по изобрете0Thus, as can be seen from the above results, the catalyst according to the invention
5five
00
5five
нию по сравнению с катализатором по про готипу обладает преимуществами по выхо ду оксида азота (П) при повышенных температурах.in comparison with the catalyst, according to the pro- gram, it has advantages in the output of nitric oxide (P) at elevated temperatures.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914904114A SU1759446A1 (en) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | Catalyst for oxidizing ammonia to nitrogen oxide |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914904114A SU1759446A1 (en) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | Catalyst for oxidizing ammonia to nitrogen oxide |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1759446A1 true SU1759446A1 (en) | 1992-09-07 |
Family
ID=21556508
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU914904114A SU1759446A1 (en) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | Catalyst for oxidizing ammonia to nitrogen oxide |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1759446A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998040160A1 (en) * | 1997-03-12 | 1998-09-17 | Institut Kataliza Imeni G.K. Boreskova Sibirskogo Otdelenia Rossiiskoi Akademii Nauk | Ammonia oxidation catalyzer |
-
1991
- 1991-01-22 SU SU914904114A patent/SU1759446A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1.Авторское свидетельство СССР N 832812, кл. В 01 J 23/7Л 1981 2.Патент DE № 2131746, кл. В 01 J 23/76, 1971 3,Авторское свидетельство СССР № 727209,кл. В 01 J 23/76, 1971. 4.Авторское свидетельство СССР № 322930 кл В 01 J 23/76,1981 2 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998040160A1 (en) * | 1997-03-12 | 1998-09-17 | Institut Kataliza Imeni G.K. Boreskova Sibirskogo Otdelenia Rossiiskoi Akademii Nauk | Ammonia oxidation catalyzer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3142549B2 (en) | Iron / antimony / molybdenum-containing oxide catalyst composition and method for producing the same | |
US3773692A (en) | Catalysts for the oxidation of alpha,beta-unsaturated aldehydes to alpha,beta-unsaturated carboxylic acids and process for their preparation | |
JPS63130144A (en) | Regeneration of oxidizing catalyst | |
EP0861819A1 (en) | Process for the preparation of acrolein from propyle by reaction | |
SU1759446A1 (en) | Catalyst for oxidizing ammonia to nitrogen oxide | |
WO2004004900A1 (en) | Process for producing catalysts for the production of methacrylic acid | |
DE50114853D1 (en) | METHOD AND CATALYST FOR THE SELECTIVE PREPARATION OF ACETIC ACID BY CATALYTIC OXIDATION OF ETHANE AND / OR ETHYLENE | |
KR100870790B1 (en) | Method for producing molybdenum-bismuth-iron containing composite oxide fluid bed catalyst | |
KR880009695A (en) | Process for preparing antimony and tellurium-containing metal oxide catalyst | |
JP2002292282A (en) | Dehydrogenation catalyst for cyclohexanol and method for manufacturing the same | |
JP3101821B2 (en) | Preparation of catalyst for methacrylic acid production | |
EP0454376A1 (en) | Process for preparing catalysts for producing methacrylic acid | |
JP6185255B2 (en) | Oxide catalyst, method for producing the same, and method for producing unsaturated aldehyde | |
KR820000844B1 (en) | Catalytic composition for oxidation of ammonia | |
US3654354A (en) | Process for the oxidation of unsaturated hydrocarbons | |
SU615853A3 (en) | Method of obtaining acrylnitrile | |
US1558598A (en) | Oxidation of ammonia | |
EP0009239A1 (en) | Process for preparing p-substituted benzaldehydes | |
JP2004188231A (en) | Method for producing catalyst for producing methacrylic acid and method for producing methacrylic acid | |
CN112156795A (en) | Catalyst and preparation method and application thereof | |
JPH0616851B2 (en) | Oxygen-defective perovskite catalyst | |
US3703548A (en) | Process for the production of unsaturated acids | |
JPH05192580A (en) | Preparation of catalyst for manufacturing methacrylic acid | |
Gouveia et al. | Thermal Study of the Ceramic Pigments Co x Zn (7− x) Sb 2 O 12 | |
KR830009805A (en) | Bismuth-cerium-molybdate catalyst composition |