SU929212A1

SU929212A1 - Катализатор дл глубокого окислени алифатических углеводородов

Info

Publication number: SU929212A1
Application number: SU802961948A
Authority: SU
Inventors: Элла Яковлевна Маркив; Татьяна Стефановна Ксенофонтова; Сергей Павлович Кондратьев; Валерий Алексеевич Зажигалов; Юрий Петрович Зайцев
Priority date: 1980-07-23
Filing date: 1980-07-23
Publication date: 1982-05-23

Description

(54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ГЛУБОКОГО ОКИСЛЕНИЯ АЛИФАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ

I

Изобретение относитс к катализато рам , примен емым дл глубокого окислени газообразных органических веществ, преимущественно углеводородных компонентов и их кислородсодержащих соедннеНИИ , в частности дл очистки газов про мышленных производств и выхлопных газов двигателей внутреннего сгорани .

Известен катализатор дл глубокого окислени углеводородных газов, coaei жащий окислы кобальта и хрома на ио- сителе, в качестве которого применено кремнеземное . волокно при следующих соотношени х компонентов, вес. %: СоО 2О-23, CrjOj 35-42, кремнеземное волокно 35-45. Указанный катализатор. получают пропиткой кремнеземной плиты раствором азотнокислых солей кобальта и хрома с последующими операии51ми суш ки и прокалки при ступенчатом повышении температуры в течение 23 и 10 ч соответственно i .

Недостатком известного катализатора вл етс его недостаточно высока ак-

тивность при высоком содержании оквслов дорогосто щих металлов, низка механическа прочность, значительна материала в процессе работы, низкое значение теплопроводности материала.

Наиболее близким к изобрете|шю по технической сущности и достигаа юму эффекту вл етс катализатор J2| дл глубокого окислени алифатических угле водородов - бензинов, содержащий окиси

10 кобальта и хрома и кремнвйсодержащее соединение - кремввьемное волокно при следующем соотношении ксжшоиентов, вес, %: окись кобальта 13,86-28,4t оквсь хроМа 4,62-14,2, кремнеземное,

15 волокно - остальное.

Недостатком данного катализатора в л етс его недостаточно высока актши иость при высоком содержании окислов дорогосто щих металлов, низка механп30 ческа прочность, а также усадка материала в процессе эксплуатации. Так. щг пример, скорость окислени октана в npvсутствии данного катализатора составл ет

100,36:10 моль/г актшэного вещества, tt-бутана - 24,12-10 моль/г активного вещества. Кроме того, содержание дорогосто щих каталитически активных соединений , меньшее по сравнению с известным (в основном за счет уменьшени содержани менее дорогого и менее дефицитного хрома), остаетс еще достаточно высоким. Использование в качестве носител кремнеземной плиты - материала с И.1СОКИМИ теплоизр1л ционными свойствами (коэффициент теплопроводнооти 0,О7 Вт/м. К) затрудн ет отвод тегь ла, выдел ющегос в результате экзотермической реакции окислени , и способствует разогреву катализатора и несущих его конструкций до млсоких темпе-, ратур, что в р де случаев, например в дожигател х, вл етс нежелательным.

Цель изобретени - повышение акти&ности катализатора.

Указанна цель достигаетс катализатором дл глубокого окислени алифатин ческих углеводсфодов, содержащим окиси кобальта и хрома и кремнийсодержащее соединение - карбид кремни , при следующем соотношении компонентов, вес. %: окись кобальта 1,.85-4,85, окись хрома 0,65-1,65, карбид кремни 93,5-97,5.

Отличительными йризнаками изобретени вл ютс содержание в катализаторе в качестве кремнийсодержащеро соединени карбида кремни и новое соотношение комлонентов.

Катализатор согласно изобрете.нию обладает по сравнению с известнь М повышенной активностью.

Так, например, сксфость окислени октана в присутствии предлагаемого ката лизатора составл ет 215,5О«1СГ моль/г активного вещества, tb-бутана - 47,09.10 моль/г активного вещества, т. е. в 2 раза выше, чем в случае использовани известного катализатора.

Дл приготовлени катализа тора согласно изобретению были приготовлены три пропиточных раствора, содержащие на 10О вес. ч. воды азотнокислых солей кобальта н хрома Со О).6И,р и Cr(NOj)i,9HjO, соответственно каждый вес. ч.:.

Раствор 1

Соль кобальта212,9

Соль хрома196,3

Раствор 2

Соль кобальта319,3

Соль хрома144,4

Раствор 3

Солькобальта319,3

соль хрома144,4

(соответствует раствору 2).

Растворы азотнокислых солей кобальгта и хрома имели соотношение кобальта и хрома Co/Cf, равное 3:1,

Указанную концентрацию солей в раст Bopsrx рассчитывают с учетом влагоемкости карбида кремни (), определенной экспериментально и равной 0,15 мл воды на 1 г последнего. Следовательно, 100 вес. ч. карбида кремни поглощают 15 мл раствора.

Подготовленными растворами пропиты вают карбид кремни с общей пористостью 35-4О%, насыпным весом 1 г/см и влагоемкостью не менее 13- 15%. Карбид кремни может быть любой формы, например в виде таблеток или цилиндров, а также в виде кусочков неправильной формы. В данном случае использовали карбид кремни в виде таблеток и цдаиндров диаметром 25 мм и тсчтщиной соответственно 5 и 20 мм, а также в виде кусочков со средней длиной ребра до 5 мм.

Затем образш 1 сушат при 10О120с и прокаливают при в течение часа. При азотнокислые соли кобальта и хрома разлагаютс с выделением окислов азота и образова.нием каталитически активных соединений - окиси кобальта (СоО) и окиси хрома ().

,

При пропитке карбида кремни указанными растворами готов т катализаторы следующего содержани :

Раствором 1 катализатор, содержащий, вес. %: .

Окись кобальта2,25

Окись хрома0,75

Карбид кремни 97

В данном примере в 15 мм пропиточнмО раствора содержалось соли кобальта CO(NO) 6HjO - 15 мл X 0,610 г/мл, 9,15 г IB.ч.) соли хрома Cr(NOe,)-9HiO -15 мл X 0,277 г/мл 4,16 г (в. ч.), где 0,610 г и О,277 г соответствуют содержанию указанных солей в 1 мл раствора. -Раствором 2 катализатор, содержащий, вес. %:

Окись кобальта3,40

Окись хрома1,10

Карбид кремни 95,5О

-Раствором 3 кат&лизатор, содержащий, вес. %: 592 Окись кобальта4,50 Окись хрома1,50 Карбид кремни 94,ОО Дл этого карбид кремни пропитывают раствором дважды. Вторичную пропитку носител провод т после высушивани образцов, пропитанных первый раз. Вторична пропитка обусловлена тем, что количество солей, которое необходимо нанести на карбид кретлни (Зч С), превышает предел растворимости солей кобальта к хрома в воде при комнатной температзфе . Процент суммарного нанесени катапитически активных соединений с тредел ют

Выбор углеводородов дл модельной реакции был сделан по следующим соображени м .

Н-бутан по сравненвю с |фугими васьпдоннымв углеводородами обладает -or носительно в зкой реаюлонноА способ 15 весовым методом, к он вл етс однна ковым дл . образцов различной формы (таблетки, цилиндры, кусочки) карбида кремни . Кроме того, готов т также катализаторы следующего содержани , вес. %: окись кобальта 1,85, окись хрома 0,65, карбид кремни 97,5О, окись кобаль та 4,85, окись хрома 1,65, карбвд кремни 93.5О. Характеристики скорости окислени нормального бутана и октана дл приге товленных катализаторов представлены в таблице.

Claims

Формула изобретения

Катализатор для глубокого окисления алифатических углеводородов, содержащий окиси кобальта и хрома и кремнийсодер• жашее соединение, отличаюшийс я тем, что, с целью повышения активности катализатора, он в качестве кремнийсодержашего соединения содержит карбид кремния при следующем соотношении компонентов вес. %:

Окись кобальта Окись хрома Карбид кремния