Катализатор для полного окисления углеводородов и способ его приготовления

(5)5 В Я ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АНИЕ ИЗОБ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт катализа СО АН СССР(56) Авторское свидетельство СССРВ 789155, кл,. В 0137/02, 1980.Сыч А.М, и др. Область осуществленияфаз А 2 В 207 со слоистой перовскитоподобнойструктурой в сечении Рг 2 Т 207 - 2 п 2 Т 207. -Укр, хим, журнал, 1988, т, 54, М 8, с. 805,Патент США М 4316822, кл, В 0121/06,.кл. 252 - 462, опублик. 1982.Авторское свидетельство СССРМ 1397073, кл. В 01 0 53/36, В 0123/86,1986,(54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ПОЛНОГО ОКИСЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ И СПОСОБ ЕГОПРИГОТОВЛЕНИЯ Изобретение относится к катализаторам для полного окисления углеводородов и способам их получения.Цель изобретения - получение катализатора, обладающего высокой активностью в реакциях полного окисления углеводородов, термической устойчивостью и высокой механической прочностью за счет содержания . в качестве активного компонента композиции со структурой пирохлора определенной формы, в качестве носителя -у-оксида алюминия при определенном соотношении компонентов, а также за счет использова.,Ж 1641416 А 1(57) Изобретениеотносится к каталитической химии, в частности к приготовлению катализатора для полного окисления углеводородов, С целью повышения активности, термической устойчивости и механической прочности катализатора он содержит следующие компоненты, мас,0/,; активный компонент 9,5 - 10,6; носитель -у - А 20 з остальное, В качествеактивного компонента используют композицию со структурой пирохлора ф-лы СеаСгбЕг 07, где а = 1,20 - 1,46; б = 0,51 - 0,83; в = 1,98 - 2,03. Приготовление ведут пропиткой носителя растворами азотнокислых солей вначале цепция, хрома с последующей сушкой и прокаливанием, затем циркония. Процесс .ведут при соотношении компонентов, обеспечивающих указанное выше содержание в катализаторе, 2 с.п.ф-лы, 1 табл,Ф ния в качестве растворов солей церия, хрома, ъ циркония, за счет осуществления пропитки но- с, сителя по влэгоемкости в определенной последовательности нанесения указанных выше солей,иваП р и м е р 1. 25 г у - А 20 з пропитывают по влагоемкости раствором азотнокислых солей, полученным смешением 2,5 мл раствора Се(ИОЭ)з с концентрацией 335 г Се 20 з/л, 5,5 мл раствора Сг(ИОз)з с концентрацией 120 г Сг 20 з/л и 5,7 мл дистиллированной воды; образец сушат при 110 С 12 ч и прокаливают при 500 С 4 ч в токе воздуха.Затем полученный образец пропитывают раствором, приготовленным смешением 5,7 мл раствора ЕгО(КОЗ)2 с концентрацией 200 г Ег 02/л и 8,0 мл дистиллированной воды, Образец сушат при 110 С 12 ч. Прокалива ние проводят итаке воздуха при 850 и 900 С в течение 4 ч. Полученный катализатор имеет состав; 9,5 мас.о(Се 1,2 оСго,вз Ег 1,ов 07)/ 90,5 мас. у-А 120 з.10П р и м е р 2, Аналогичен примеру 1. Отличие состоит в том, что пропиточный раствор получают смешением 3,1 мл раствора Се(ИОЗ)з с концентрацией 335 г Се 20 з/л, 4,7 мл раствора Сг(ВОЗ)з с концентрацией 15 120 г Сг 20 з/л и 6,0 мл дистиллированной воды, затем после сушки и прокаливания пропитывают раствором, полученным смешением 6,0 мл раствора ЕгО(ВОЗ)2 с концентрацией 200 г Ег 02/л и 7,8 мл дистиллированной 20 воды, Получаемый катализатор имеет состав: 10 мас,% (Се 1,зоСго,7 оЕг 207)/90 мас,% у-А 20 з.П р и м е р 3, Аналогичен примеру 1, Отличие состоит в том, что пропиточный раствор получают смешением 3,7 мл раство ра Се(ВОЗ)э с концентрацией 335 г Се 20 з/л, 3,7 мл раствора,Сг(ВОЗ)э с концентрацией 120 г Сг 20 з/л и 6,4 мл дистиллированной воды, затем после сушки и прокаливания пропитывают раствором, полученным сме шением 6,4 мл раствора ЕгО(ВОЗ)2 с концентрацией 200 г Ег 02/л и 7,4 мл дистиллированной воды; Полученныйкатализатор имеет состав, 10,6 мас.% (Се 1,46 Сго,51 Ъ 2,озОу)/ 89,4 мас,у-А 120 э. 35 П р и м е р 4. Аналогичен примеру 1. Отличие состоит в том, что пропиточный раствор получают смешением 4,4 мл раствора Се(ВОЗ)з с концентрацией 335 г Се 20 з/л, 40 2,6 мл раствора Сг(1 ЧОЗ)з с концентрацией 120 г Сг 20 з/л и 6,8 мл дистиллированной воды, затем после сушки и прокаливания пропитывают раствором, полученным сме- шением 6,8 мл раствора ЕгО(йОЗ)2 с 45 концентрацией 200 г Ег 02/л и 7,0 мл дистиллированной воды, Полученный катализатор имеет состав: 11,1 мас.% (Се 1,ввСго,зБЕг 207) / 88,9 мас, у-А 12 ОЗ.П р и м е р 5. 25 г у-А 12 ОЗ пропитывают 50 раствором азотнокислых солей, полученным смешением 2,5 мл раствора Се(ЙОЗ)з с концентрацией 335 г Се 20 з/л, 5,5 мл раствора Сг(ИОЗ)з с концентрацией 120 г Сг 20 з и 5,7 мл раствора ЕгО(йОЗ с концентрацией 55 200 г ЕОг/л; образец сушат при 110 С 12 ч. Прокаливание катализатора проводят в токе воздуха при 850 и 900 С в течение 4 ч. Полученный катализатор имеет состав: 9,6 мас.% (Се 1,1 ЗСго,917 г 1,и 07)/ 90,4 мас.уА 120 з.П р и м е р 6, 25 г у-А 20 з пропитывают по влагоемкости раствором аэотнокислых солей, полученным смешением 5,5 мл раствора Сг(ЙОЗ)з с концентрацией 120 г Сг 20 з/л, 5,7 мл раствора ЕгО(ВОЗ)2 с концентрацией 200 г Ег 02/л и 2,6 мл дистиллированной воды, затем после сушки при 110 С 12 ч и прокаливания в токе воздуха при 500 С 4 ч пропитывают раствором, полученным смешением 2,6 мл раствора Се(ИОЗ)з с концентрацией 335 г Се 20 з/л и 11,2 мл дистиллированной воды; полученный образец сушат при 110 С 12 ч и прокаливают в токе воздуха при 850 и 900 С в течение 4 ч, Полученный катализатор имеет состав: 9,5 мас.% (Се,12 Сго,ввЕг 207) /90,5 мас.у-. АгОз.П р и м е р 7, 25 г у-А 120 з пропитывают раствором азотнокислых солей, полученным смешением 2,5 мл раствора Се(ВОЗ)з с концентрацией 335 г СегОЗ/л, 5,7 мл раствора ЕгО(МОЗ)р с концентрацией 200 г Ег 02/л и 5,5 мл дистиллированной воды, затем после сушки при 110 С 12 ч и прокаливания в токе воздуха при 500 С 4 ч пропитывают раствором, полученным смешением 5,5 мл раствора Сг(ИОз)з с концентрацией 120 г СВОЗ/л и 8,2 мл дистиллированной воды; полученный образец сушат при 110 С 12 ч и прокаливают в токе воздуха при 850 и 900 С в течение 4 ч. Полученный катализатор имеет состав: 9,5 мас.% (Се 1,мСГо,вВг 1,9907)/ 90,5 мас. у-А 12 ОЗ.В таблице сопоставлены значения скорости окисления бутана при 400 С на предлагаемых катализаторах, прокаленных при 850 и 900 С, прототипе и на образцах, полученных либо с иным порядком нанесения компонентов активнойсоставляющей, либо изменением соотношения компонентов в активной фазе, либо нанесением на у-А 12 ОЗ, либо полученных совместным осаждением смешанного раствора соответствующих азотнокислых солей активного компонента.Как видно из данных таблицы, во всех случаях предлагаемые катализаторы по активности, термической устойчивости и механической прочности превосходят катализаторы, соответствующие прототипу, нанесенным на у-А 120 з и массивным образцам (табл., образцы 4 - 10). Образец 6 (табл.) имеет активность более низкую, чем у прототипа, однако его термическая устойчивость выше, Это дает основание заключить, что определенная последовательность нанесения компонентов активной составляю1641416 Активность предлагаемых катализаторов СеаСв 2 гвОИу-А 1 гОз в зависимости от соотношения и порядка нанесения активной составляющейф С 4 НОпри Х= 60=,ь и400 С, 10 см /с акт.компон., прокаленных при Носитель Образец Активный компонент Со- дер- жание, мас. Содер- жание, мас. Порядок нанесения. компонентов8,8 100 1,12 088 200 1,20 0,80 2 00 Се, Сг,2 г Се, Сг,2 г 9 10 щей позволяет повысить термическую устойчивость предлагаемого катализатора.Таким образом, из приведенных примеров видно, что предлагаемые катализаторы являются более активными и термически устойчивыми в реакциях полного окисления углеводородов,Формула изобретения 1. Катализатор для полного окисления углеводородов, включающий хромсодержащий активный компонент, нанесенный на оксидноалюминиевый носитель, о т л и ч аю щ и й с.я тем, что, с целью повышения активности, термической устойчивости и механическойпрочности катализатора, он .содержит в качестве активного компонента композицию со структурой пирохлора общей формулы: СеСг 62 гв 07, где а = 1,20 - 1,46; б = 0,51 - 0,83; в = 1,98 - 2,03, а в качестве носителя - у-А 1 гОз при следующем соотношении компонентов, мас,;СеаСг 62 г 07 9,5 - 10,6 у-А 1 гсз Остальное 2. Способ приготовления катализатора для полного окисления углеводородов, включающий пронтку оксидноалюминиевогоносителя растворами азотнокислых солейактивного компонента. сушку и прокаливание, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью5 получения катализатора с повышенной активностью, термической устойчивостью имеханической прочностью, в качестве носителя используют у -оксид алюминия, в качестве растворов солей используют соли церия,10 хрома и циркония и пропиткуосуществляютповлагоемкости путем последовательного нанесения на носитель вначале солей церия и хрома с последующей сушкой и прокаливанием,затем соли циркония и процесс ведут при со 15 отношении компонентов. обеспечивающихследующее содержание в катализаторе,мас.:Композиция со структурой пирохлора общей20 формулыСеаСгб 2 г 07,где а =1,20 - 1,46;б = 0,51 - 0,83;в = 1,98 - 2,03 9,5 - 10,625 у-Оксид алюминия . Остальное,1641416Продолжение таблицыСе, Сг, Ег- совместная пропитка;Се, Сг+Ег -первыми наносятся соли церия и хрома, а затем циркония;Се, Ег+ Сг-первыми наносятся соли церия и циркония, а затем хрома,Составитель В.Теплякова Редактор Н.Киштулинец Техред Э,Цаплюк Корректор М.Кобылянская Заказ 1103 Тираж 341 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101