Неванадиевые катализаторы для окисления диоксида серы и разложения отработанной серной кислоты

• Автор: Соловьева, Елена Леонидовна
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 145 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ..

1. НЕВАЫАДИЕВЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ ОКИСЛЕНИЯ ДИОКСИДА СЕРЫ

И ВОЗМОЖНЫЕ ОБЛАСТИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1. Катализаторы на основе оксвдов железа, хрома

и меди

1.2. О способах приготовления неванадиевых катализаторов

1.2.1. Смешанные катализаторы .

1.2.2. Нанесенные катализаторы

1.3. Области применения неванадиевых контактных

2. КАТАЛИЗАТОРЫ НАНЕСЕННОГО ТИПА НА ОСНОВЕ ОКСИДОВ

ЖЕЛЕЗА И ХРОМ.
2.1. Исследование возможности использования нанесенных железных и хромовых композиций для окисления диоксида серы.
2.2. Подбор условий модификации
2.3. Разработка механически прочного сфероидального хромоксидного катализатора на основе окиси алюминия
2.3.1. Выбор последовательности операций синтеза
2.3.2. Технологические параметры синтеза и основные характеристики хромоксидного катализатора
2.3.3. Распределение компонентов по зерну хромоксидного катализатора
3. ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ КАТАЛИЗАТОР СМЕШАННОГО ТИПА
ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ДИОКСИДА СЕРЫ
3.1. Параметры синтеза полиметаллического катализатора
3.2. Формовка полиметаллического катализатора в виде частиц окатанной сфероидальной формы .
3.2.1. Наработка сфероидальных частиц полиметаллического катализатора мелкого зернения
в аппарате распылительного типа .
3.2.2. Формовка на тарельчатом грануляторе окатывания типа Г0Т0 .
3.2.3. Испытания катализатора ЛТИФ в заводских условиях
4. РАЗЛОЖЕНИЕ ОТРАБОТАННОЙ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ КАТАЛИЗАТОРОВ
4.1. Описание установки
4.2. Термокаталитическое разложение ОСК.
ВЫВОДЫИЗ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


В соответствии с этим целью настоящей работы явилось создание активных, прочных, ядо- и термоустойчивых неванадиевых катализаторов различного типа, предназначенных для конверсии диоксида серы и регенерации отработанной серной кислоты, содержащей примеси органических соединений. Как уже указывалось во введении, источники ванадийсодержащего сырья ограничены, а поэтому достаточно остро встает вопрос о разработке неванадиевых контактов, в частности, таких как железооксидные, хромоксидные, медные и др. Указанные катализаторы, в отличие от ванадиевых, ядостойки и способны достаточно эффективно работать в зоне высоких температур. Эти обстоятельства расширяют сферу их реализации. Многочисленные требования, предъявляемые к контактным массам, обуславливают их сложный химический состав. Промышленные катализаторы в основной своей массе представляют многокомпонентные и многофазные системы. Различные контактные массы включают в себя в определенных сочетаниях композиции многих элементов. Составляющие катализатор соединения могут быть представлены в элементарной форме, в виде оксидов и других сложных составов []. Одним из оснований при создании сложных катализаторов является то, что каталитическая активность двух или нескольких соединений не аддитивна, а принимает экстремальные значения. Проявление каталитических свойств в процессе окисления , еще отметили Велер и Мала в середине прошлого столетия []. Катализаторы с использованием соединений железа впервые были применены в виде колчеданных огарков в контактных сернокислотных установках Союза Мангеймских химических фабрик [2б]. ТЭЦ от диоксида серы [э]. При повышенных концентрациях $0% образование сульфата железа может происходить при Л'0°С, а при пониженном содержании диоксида серы, например, при окислении дымовых газов, сульфатизация не происходит даже цри 0°С. В работе [] указывается на образование сульфата железа при ? С (рис. Уже первые опыты ставили своей целью выявить природу механизма протекания процесса окисления $0^ на железооксидном катализаторе. Первоначально ускорение процесса окисления ^ 0а на желе-зооксидном катализаторе объясняли промежуточными фазовыми превращениями. Было предложено несколько схем исследователями Кеппелером, Нейманом, Гейнтке а др. В более поздних работах Борескова Г. К. [ Л на основании анализа механизмов протекания процесса окисления 5 была доказана ошибочность этих теорий. Содержание SO2 в газовой смеси 7,5 % об. V =0 ч"1. Рис. Боресков Г. Чистый оксид железа проявляет невысокую активность в реакции окисления диоксида серы, поэтому катализаторы на основе требуют внесения дополнительных компонентов. Уже в -х годах Боресковым Г. К. и Соколовой Т. Зііь. Существенным недостатком этих контактов оказались низкие кинетические и прочностные характеристики []. В работах [, ] подробно изучено и описано влияние оксидов переходных металлов на каталитические свойства в процессе окисления диоксида серы. Показано, что добавление ~ $ вес. СгА Ж. Главным преимуществом яелезоокспдных контактных масс является их устойчивость к действию контактных ядов, влаги и способность работать в области повышенных температур [, ]. Во многих литературных источниках [, -] указывается на высокую каталитическую активность оксида хрома Ш в реакции окисления ,. МПа. В многочисленных источниках [-, ] представляется целый ряд хромоксидных катализаторов, различного фракционного состава, где в качестве носителя используется . Данные о стабильности работы оксида хрома противоречивы [, ]. Боресков Г. К. в своих исследованиях наблюдал некоторое снижение активности Сгг при конверсии г [ ]. Однако не менее вероятно, что окисление на оксиде хрома происходит по схеме аналогичной вышерассмотренной (см. В настоящее время в литературе, в том числе патентной, имеется достаточно много сведений о перспективности создания железохромовых контактов, которые достаточно термо- и ядо-устойчивы, а также стабильны в работе. Известен железохромоксидный контакт нанесенного типа [] на основе ^-Л^0^(с1г = 1,0 - 1,5 мм). Степень окисления на данном катализаторе при 0°С составляет ,5$ ( Св газовой смеси равна 0,3$ об. Л7^= ч-1). Однако синтез этого контакта довольно трудоемок - он предусматривает -кратную обработку носителя пропиточным раствором смеси нитратных солей железа и хрома.