UA76318C2 - Catalyst of conversion so2 in so3 - Google Patents
Catalyst of conversion so2 in so3 Download PDFInfo
- Publication number
- UA76318C2 UA76318C2 UA20040907361A UA20040907361A UA76318C2 UA 76318 C2 UA76318 C2 UA 76318C2 UA 20040907361 A UA20040907361 A UA 20040907361A UA 20040907361 A UA20040907361 A UA 20040907361A UA 76318 C2 UA76318 C2 UA 76318C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- catalyst
- pores
- radii
- content
- less
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 33
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 150000003682 vanadium compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 6
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000012876 topography Methods 0.000 claims 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 19
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 abstract 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 4
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- BQFYGYJPBUKISI-UHFFFAOYSA-N potassium;oxido(dioxo)vanadium Chemical compound [K+].[O-][V](=O)=O BQFYGYJPBUKISI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- KJDNAUVRGACOHX-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid;vanadium Chemical class [V].OS(O)(=O)=O KJDNAUVRGACOHX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Description
Опис винаходу
Винахід відноситься до виробництва ванадієвих каталізаторів конверсії ЗО» у 5Оз. Каталізатори для даного 2 процесу звичайно містять активний компонент - оксиди ванадію, лужних металів, сірки, розподілені на поверхні кремнеземистого носія, і мають визначену пористу структуру, що є найважливішою властивістю каталізатора і визначає його експлуатаційні характеристики.
Відомі технічні рішення щодо створення каталізаторів, високоактивних у вузьких інтервалах робочого діапазону температур, шляхом використання носіїв з вузькими діапазонами пор, оптимальними для кожного 70 конкретного інтервалу температур |Патент ОЄ Мо1235274|.
Однак відоме рішення має істотні недоліки. Оскільки процес окислювання 50 5» є екзотермічним, то каталізатор у межах кожного окремого шару в реакторі працює в умовах змінних температур, тобто потрібне використання набору каталізаторів з різними діапазонами пор. У реальних умовах через неможливість точного розрахунку полів температур по висоті й обсягу шару навіть набір каталізаторів із заданими вузькими 72 діапазонами пор не може працювати ефективно.
Більш раціональним є приготування каталізатора на носії із широким набором пор різних розмірів при визначеному їхньому співвідношенні, що ефективно працює в більш широких температурних інтервалах.
Відомий каталізатор |Патент ОЄ Мо4000609, 1991р.), носій якого має пори з діаметром від декількох ангстрем до більше 200нм. При цьому частка пор з діаметром до 15нм складає 10-3095, з діаметром 15-100нм - 25-60965, з діаметром більше 200нм - 10-6095. Відомий каталізатор одержують просоченням заздалегідь сформованого і прожареного носія з заданою пористістю.
Недоліком відомого каталізатора є низька активність при температурі 38026.
Необхідно відзначити, що тільки в дуже небагатьох джерелах вибір ефективного каталізатора ведеться за пористою структурою саме носія готового каталізатора, названого каркасом. Переважно приводяться с характеристики пористої структури вихідного носія, використовуваного для синтезу, що може істотно Ге) відрізнятися від носія готового каталізатора, тобто каркаса.
Прототипом запропонованого каталізатора є каталізатор конверсії ЗО» у 5Оз, що містить оксиди ванадію, лужного металу (К, Ма, КБ, Св), сірки, на кремнеземистому носії (Патент РФ Мо2162367, 2000р.). Носій товарного каталізатора або каркас містить пори з радіусами від 100 до 100000А, при цьому частка пор з радіусами со 1000-10000А складає від 5 до 7095. При цьому каркас каталізатора формується з природного ЧИ синтетичного -/- че кремнезему чи їхньої комбінації. Під каркасом каталізатора автори розуміли реальну структуру носія, що пройшов усі стадії одержання каталізатора (включно формування і прожарювання) - тобто готового каталізатора Шк після видалення з нього кислоторозчинних активних компонентів шляхом екстрагування сірчаною кислотою. (Се)
Відомий каталізатор має високу активність у широкому діапазоні температур, у тому числі і при досить низьких
Зо температурах (40523). т
Це досягається за рахунок доцільного хімічного складу, наявності пор із широким діапазоном радіусів і раціонального співвідношення пор різних розмірів у структурі каркаса.
Недоліком відомого каталізатора є недостатньо висока активність при температурах нижче 40596. « 20 Технічна задача винаходу - поліпшення експлуатаційних характеристик каталізатора шляхом розширення з температурного діапазону його роботи в низькотемпературній області, до 3802С, при одночасному підвищенні с активності в середньому температурному інтервалі 420-48590. :з» Поставлена технічна задача вирішується тим, що у каталізаторі конверсії 505 у ЗОз, що містить оксиди ванадію, лужного металу (К, Ма, КБ, Св), сірки і кремнеземистий каркас, сформований із природного та/або синтетичного кремнезему, який включає пори з радіусами до 65000 А, при цьому в каркасі частка пор з -І радіусами 1000-10000А складає не менше 595, частка пор з радіусами більше 10000А складає не більше 3595, а вміст у каркасі нерозчинних у сірчаній кислоті сполук ванадію (у перерахунку на М2О5) складає не більше 4,095
Ме (мас), новим є те, що частка пор з радіусами менше 1000А складає не менше 4095, при цьому частка пор з оо радіусом менше 75А складає не менше 3195.
Відмінністю каталізатора, що заявляється, є також те, що переважаючий вміст у каркасі нерозчинних у - сірчаній кислоті сполук ванадію (у перерахуванні на М2О5) складає не більше 2,095 (мас). с Між сукупністю ознак винаходу і технічним результатом, якого можна досягти при його реалізації, існує причинно-наслідковий зв'язок.
Відомо, що процес каталітичного окислювання ЗО» у 5О»3 відбувається при розплавленому стані активних 5Б компонентів. Передбачається, що нижня межа робочого діапазону обмежена температурою кристалізації активних компонентів. Експериментами встановлено, що вміст у каркасі достатнього обсягу пор з радіусами (Ф) менше 1000А дозволяє збільшити активність каталізатора при температурі 380 С. Ще більший ефект ко спостерігається при збільшенні вмісту обсягу пор з радіусами менше 75 А. Імовірно, це пов'язано як зі збільшенням величини внутрішньої поверхні каталізатора, так і зі стабілізацією розплавленого стану активного бо компонента найбільш тонкими порами каркаса, що утруднюють процес кристалізації в розплаві. З підвищенням кількості пор з радіусом менше 75А і зменшенням вмісту блокованого ванадію активність каталізатора при низьких температурах зростає. При цьому наявність у каркасі пор з радіусом менше 75А у кількості менше 3195 обумовлює вирішення технічної задачі навіть при вмісті в каркасі каталізатора блокованого ванадію рівному граничному. 65 Вирішенням технічної задачі відносно прототипу вважаємо зростання відносної активності каталізатора при 4202С не менше 115905, при 3802С - не менше 140905.
При порушенні вищезгаданого оптимального співвідношення частки пор у заданих інтервалах знижується каталітична активність у всьому інтервалі температур.
Вирішення технічної задачі спостерігається тільки при обмеженні вмісту в каркасі нерозчинних у сірчаній кислоті сполук ванадію до 4,090 (мас.) (у перерахуванні на МоОрБ).
Раніше авторами винаходу було встановлено, що каркас каталізатора після змивання сірчаною кислотою активних компонентів може утримати ("блокувати") різну кількість сполук ванадію. Механізм цього явища вивчений недостатньо (передбачається механічне защемлення при формуванні каркаса на стадії прожарювання під впливом розплаву активних компонентів), але авторами встановлена чітка зворотна залежність між вмістом у 7/о каркасі нерозчинного в кислоті ванадію й активністю каталізатора. Частка "Слокованого" ванадію залежить як від властивостей використовуваного носія, так і від режиму синтезу каталізатора. Однак, раніше було неясно, який максимальний вміст ванадію є припустимим в блокованому вигляді.
При підвищенні вмісту в каркасі не розчинних у сірчаній кислоті сполук ванадію до більше 4,095 (у перерахуванні на М2О5) знижується каталітична активність у всьому інтервалі температур. Найбільш висока /5 активність каталізатора при 3802С досягається в разі вмісту в каркасі сполук ванадію не більше 2,096 (мас).
У цьому винаході конкретизується оптимальне співвідношення вмісту пор різних розмірів і гранично припустимий вміст нерозчинних у сірчаній кислоті сполук ванадію в каркасі каталізатора, що створює несподіваний ефект - розширення температурного діапазону роботи каталізатора в низькотемпературній області - при 3802С при одночасному підвищенні активності в середньому температурному інтервалі - 420-48596. 20 Процес приготування каталізатора описаний у прикладах.
Методика відмивання каталізатора від активних компонентів і одержання каркаса була такою.
Пробу прожареного каталізатора подрібнювали, відокремлювали фракцію (-34-2)мм, заливали 595 розчином сірчаної кислоти при співвідношенні ТГ:Р-1:20. Після витримки протягом 24 годин розчин декантували (зливали) і операцію повторювали ще двічі з сірчаною кислотою і потім двічі з водою. Далі твердий залишок сушили при Га 25 1509С0 до постійної ваги. В отриманому в такий спосіб каркасі визначали пористу структуру і вміст не о розчинних у сірчаній кислоті сполук ванадію.
Активність зразків каталізатора в стандартних умовах визначали за проточним методом відповідно до ТУ 2175-001-12294550-2001 при концентрації Сво» - 1095 і об'ємній швидкості 4000година"! при температурах 380, 420, 4859С. Концентрацію 5О»о на вході в реактор і на виході з реактора визначали за методом Рейха 00 30 (барботуючи пробу газу через титрований розчин 42). Активність зразків виражали відносною величиною по «-- відношенню до активності каталізатора за прототипом при відповідних температурах.
Характеристики пористої структури аналізували за методами ртутної порометрії й адсорбційними. о
Приклади та і 16. Каталізатор готували аналогічно прототипові. Носій - гідрокремнегель - одержували «о осадженням з рідкого натрієвого скла сірчаною кислотою при рН пульпи 5,8-7,5. Перед осадженням рідке скло 35 розбавляли водою в співвідношенні 1:0,5. Гідрокремнегель відфільтровували, промивали водою і визначали в. величину його питомої поверхні за методом лужного титрування Маон (5 Ма елю): Пробу відмитого гідрокремнегелю висушували і визначали пористу структуру отриманої проби сухого ксерогелю.
Для приготування каталізатора до гідрокремнегелю додавали розчини активних компонентів - сірчаної « кислоти і ванадату калію з розрахунку вмісту в готовому каталізаторі в 9о (мас): М2О5 - 9,0, КоО - 14,5, 503 - 7 24,3. Отриману пульпу після перемішування протягом 2 годин випаровували, порошок підсушували до вологості с 3895 і екструдували. Гранули висушували та прожарювали. У прожареного каталізатора аналізували каталітичну "з активність при температурах 380, 420 і 48592. Пробу прожареного каталізатора піддавали відмиванню від активних компонентів за вищеприведеною методикою. Отриманий каркас аналізували на пористість структури та вміст ванадію. Приклади Та і 16 відрізняються ступенями розведення рідкого скла і температурами - 15 прожарювання (див. таблицю 1).
Приклади 2-8. Каталізатор готували, в основному, за прототипом, за винятком ряду відмінностей. (о) Для синтезу каталізатора використовували гідрокремнегель, отриманий з рідкого скла з різними ступенями с розведення водою та підданий старінню прогрівом різної тривалості, унаслідок чого він мав різні величини питомої поверхні (Ма дю)! а проби отриманого ксерогелю містили різні частки пор з радіусами менше 75А. При - синтезі варіювали також рН середовища пульпи каталізатора і режими прожарювання каталізатора. Режими с приготування і характеристики отриманих каталізаторів приведені в таблицях 1 та 2.
У прикладі 2 каталізатор синтезували на змішаному носії - до гідрокремнегелю перед уведенням розчинів активних компонентів додавали здрібнений діатоміт (фракція - О,5мм) при масовому співвідношенні синтетичного ов кремнезему (ЗіО») та діатоміту (Д) рівному (0,8:0,2) (У розрахунку на сухе).
З даних таблиці 2 видно, що активність каталізатора з заявленими характеристиками при температурі 3802С іФ) істотно вища, ніж така ж за прототипом. іме) во гідрокремнегелю після старіння
Шен рідкого скла г«75Ау (8ІОо:Д) каталізатора
С години ксерогелю, 95 «с год. бо 1а (прототип) 1:04 - - 930 7 10 1,0 500 2
Петро 5 (11331 я | 601719 | 8 |. вю | 2 31216199 6156 515 юр в | 5ю1в100ю1615ю 2 порівняння) ші Те 1 Ге порівняння) ів
Приклади (0 Частапор,95(об.; Вміст М20Б5, 95 (мас.)| Відносна активність", 95 2
Сатроютту | 2000200761000054 9595 б(роттту 02585540 3400000000 00 оо сч 2» о білять о 40 650000004и0000005600 5905
Тідпяторвноо| 8 00570105010000201 8019 105 с » - со
Claims (1)
1. Каталізатор конверсії ЗО» у 5О3з, що містить оксиди ванадію, лужного металу, сірки і кремнеземистий каркас, сформований із природного та/або синтетичного кремнезему, який включає пори з радіусами до 65000 А, при цьому в каркасі частка пор з радіусами 1000-10000 А складає не менше 5 95, частка пор з радіусами більше « 10000 А складає не більше 35 95, а вміст у каркасі нерозчинних у сірчаній кислоті сполук ванадію (у перерахунку на М2О5) складає не більше 4,0 мас. 95, який відрізняється тим, що в каркасі частка пор з - с радіусами менше 1000 А складає не менше 40 95, у тому числі частка пор з радіусами менше 75 А складає не ц менше 3190. ,» 2. Каталізатор за п.1, який відрізняється тим, що переважаючий вміст у каркасі нерозчинних у сірчаній кислоті сполук ванадію (у перерахуванні на МОБ) складає не більше 2,0 мас. 90. - І Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2006, М 7, 15.07.2006. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і Ф науки України. (95) - 50 ІЧ е) Ф) іме) 60 б5
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003122272/04A RU2242280C1 (ru) | 2003-07-22 | 2003-07-22 | Катализатор конверсии so2 в so3 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA76318C2 true UA76318C2 (en) | 2006-07-17 |
Family
ID=34388383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA20040907361A UA76318C2 (en) | 2003-07-22 | 2004-09-08 | Catalyst of conversion so2 in so3 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2242280C1 (uk) |
| UA (1) | UA76318C2 (uk) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3762144A1 (en) | 2018-03-07 | 2021-01-13 | Basf Se | Shaped catalyst body in the form of tetralobes of uniform wall thickness |
-
2003
- 2003-07-22 RU RU2003122272/04A patent/RU2242280C1/ru not_active IP Right Cessation
-
2004
- 2004-09-08 UA UA20040907361A patent/UA76318C2/uk unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2242280C1 (ru) | 2004-12-20 |
| RU2003122272A (ru) | 2005-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DK168614B1 (da) | Katalysator og fremgangsmåde til selektiv oxidering af svovlholdige forbindelser til svovl som grundstof | |
| TWI403362B (zh) | 適用於氧化甲醇成甲醛之觸媒 | |
| KR101990156B1 (ko) | 세륨 산화물 및 니오븀 산화물을 포함하는 조성물을 촉매로 사용하는, 질소 산화물(NOx)-함유 가스를 처리하는 방법 | |
| EP3939937B1 (en) | Molecular sieve and its preparation method | |
| JPS5982930A (ja) | 窒素酸化物を低減させる方法 | |
| US20090022642A1 (en) | Treatment method for decomposing perfluorocompound, decomposing catalyst and treatment apparatus | |
| ES2691393T3 (es) | Catalizador de desnitrificación, proceso de desnitrificación de humos utilizando dicho catalizador y proceso de fabricación de dicho catalizador | |
| CN109012656A (zh) | 一种有序介孔γ-MnO2催化剂及其制备方法和应用 | |
| US4124536A (en) | Catalyst for reducing nitrogen oxides | |
| US4193894A (en) | Catalyst for oxidation of sulfur dioxide | |
| UA76318C2 (en) | Catalyst of conversion so2 in so3 | |
| RU2244590C1 (ru) | Катализатор конверсии so2 в so3 | |
| CN111762795A (zh) | 含有稀土元素的分子筛及其生产方法 | |
| CN111068746B (zh) | 一种多功能硫磺回收催化剂及其制备方法 | |
| WO2006033589A1 (fr) | Catalyseur permettant de convertir du so2 en so3 | |
| US4199555A (en) | Catalyst for reducing nitrogen oxides | |
| CN104475077A (zh) | 一种催化裂化烟气脱硫助剂的制备方法 | |
| WO2006033588A1 (fr) | Catalyseur destine a convertir du so2 en so3 | |
| CN108686647B (zh) | 一种低温抗硫Mn基SCR催化剂及其制备方法 | |
| CN106430325B (zh) | 一种磁性氧化铁的制备方法 | |
| JP2002173370A (ja) | チタニア系多孔体及び触媒 | |
| US1971465A (en) | Catalyst for use in the contact method of making sulphuric acid | |
| CN106607035A (zh) | 一种改性α-氧化铝载体及其制备和应用 | |
| RU2186620C1 (ru) | Способ приготовления катализатора конверсии so2 в so3 | |
| JP3265605B2 (ja) | 排ガス浄化触媒担体及びその製造方法 |