Катализатор для окисления окиси углерода

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик пв 992080(23) ПриоритетВ 01 З 21/00 В 01 3 23110 Государствеииый комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Институт общей и неорганической хими АН Белорусской ССР 54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ОКИСИ УГЛЕРОДА 23 2 ОукИзобретение относится к катали заторам для окисления окиси углеро да как наиболее токсичной примеси выхлопных газов автомобилей и выбросных газов ряда производств химической и металлургической проьыаленности.Наиболее эффективными катализаторами для окисления окиси углерода являются катализаторы на основе платины и ее сплавов (1 .Однако высокая стоимость таких катализаторов, относительно большой расход дефицитного благородного металла и быстрое отравление окислами свинца и серы не позволяют применять платиновые катализаторы в широких пронишленных масштабах.Предложен ряд катализаторовдля окисления окиси углерода стр туры перовскита.общей формулы а х СехСо 03, где х=0,02-0,1, дополнительно, содержащий двуокись церия и закись-окись кобальта при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ: Се 0 1-50Сой 04 0,5-23акСеСоО Остальное,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к 2предлагаемому является катализатордля. окисления окиси углерода, представляющий собой смешанный окснд пе"ровскитовой структуры, включающий кобальтит лантана, общей формулы2 г 0,1 Зг 0,51 Ьа 0,39 Соо. (3+в),где в=0-0,26 ГЗ 3Недостатком известного катализатора является относительно низкая ак"тивность в реакции окисления окиси. углерода, Так, 50-ная степень пре"вращения окиси углерода в двуокисьпри объемной скорости 36000 ч достигается при 200 С,Цель изобретения - повышение активности катализатора,Для достижения поставленной целикатализатор для окисления окиси углерода, включающий оксид перовскитовой структуры - кобальтит лантана,дополнительно содержит оксиды магнияи алюминия при следующем соотношениикомпонентов, мас.ЪОксид магния 3,8-12,0Оксид алюминия 4,7-26,3Кобальтитлантана ОстальноеПредлагаемый катализатор обладаетповышенной активностью по сравнениюс известным. Так, степень превращения окиси углерода в двуокись при 160 и 178 С и объемной скорости 36000 ч- равна 50 и 100 соответственно,. Катализатор приготавливают следу ющим образом.Смешивают в необходимых пропорциях водные растворы азотнокислых солей лантана, кобальта, магния, алюминия с раствором трехзамещенного ли-О моннокислого аммония. Мольное отношение трехзамещенного лимоннокислого аммония к сумме азотнокислых солей составляет 0,4-0,8. Сложный раствор выпаривают, сушат под лампой накали вания до разложения солей. Полученную оксидную массу размалывают, таблетируют, дробят до размера частиц 1-2 мм и прокаливают на воздухе при 600- 1000, лучше при 700 оС, в течение 10-12 ч. П р и м е р 1. Катализатор состава, мас.: аСоОз 84,2; И 90 7,0, А 10 8,8 приготавливают следующим образом.К 50 мп 1 М раствора Со(й 05) 6 НО приливают 50 мп 1 М раствора 1.а(МО)э хбНО, 25 мл 1 М раствора Ид (й 0 3)кбН 0 и 25 мп 1 М раствора А (МОк) х к 9 НО. Эту смесь растворов приливают к 100 мп 1 М раствора трехзамещенного лимоннокислого аммония при перемешивании, затем выпаривают на водяной бане до смолообраэного состояния, Полученную массу сушат под лампой накаливания при работающей тяге до разложения солей. Смесь оксидов тщательно измельчают, таблетируют и дробят до частиц 1-2 мм. Гранулы нагревают на воздухе до 700 оС и выдерживают при 40 этой температуре в течение 12 ч. Активность готового катализатора определяют в проточной установке при 100- 250 оС и объемной скорости 36000 ч-" газовой смеси, содержащей 3,2 окиси 45 углерода, 10,0 паров .воды,12,3 кислорода, остальное - азот, Хроматографический анализ выходящих газов показал, что при температуре реакции 160 С степень превращения окиси уг З лерода в двуокись равна 50, а при 178 С - 100.П р и м е р 2. Катализатор состава, мас.ф аСо 03 72,9; ИдО 12,0, А 120 з 15,1 приготавливают аналогич но примеру 1 К 50 мп 1 М раствора Со(МО З). 6 Н 20 приливают 50 мп 1 М раствора .а(МОэ) "6 Н О, 50 мп 1 М Ид(МО) 6 НО и, 58 мн 1 М раствора А 1(М 03)З.9 НО,Эту смесь . растворОв приливают к 125 мл 1 М раствора трехзамещенного лимоннокислого аммония. Дальнейшие операции осуществляют,как в примере 1.,Активность готового катализаторатакже определяют аналогично примеру 1. При 163 оС степень превращенияокиси углерода равна 50, а при182 о С - 100.П р и м е р ЗКатализатор состава, мас.з аСоОЗ 91,5; ИдО 3,8,А 10 з 4,7 приготавливают, как в примере 1. К 50 мп 1 М раствора Со(й 08) к6 Н 20 приливают 50 мл 1 М раствора1.а(МО) 6 Н 20, 12,5 мл 1 М раствораИд(МОЗ). 6 НдО и 12,5 мп 1 М раствораА 1 ( МО )9 Н дО. Эту смесь растворовприливают к 75 мп 1 М раствора трехзамещенного лимоннокислого аммония.Дальнейшие операции, как в примере 1,Активность готового катализатора ойределяют, как в примере 1.При 168 С степень превращения окиси углерода равна 50, а при 192 С -100.П р и м е р 4. Катализатор состава, мас.г 1.аСо 03 64,3; ИдО 10,4,А 10 26,3 получают аналогично примеру 1. К 50 мп 1 М раствора Со(МОЗ)26 НО приливают 50 мл 1 М раствора1.а(МОЗ)з. 6 НъО, 50 мл 1 М раствораИд(МО э)2 6 НО и 100 мп 1 М раствораА 1(МО З)3 9 НО. Эту смесь растворовприливают к 170 мп 1 М раствора трех.замещенного лимоннокислого аммония.Дальнейшие операции, как в примере 1,Активность готового катализатораопределяют, как в примере 1При180 С степень прерващения окиси углерода составляет 50, а при 194 С100.Результаты испытаний активностиобразцов предлагаемого и известногокатализаторов приведены в табл.1.Результаты оценки термической стабильности наиболее активного образцасостава аСоОэ 84,2;ИдО 7,0, А 1038,8 приведены в табл.2. Температуры50 и 100 степени превращения окисиуглерода определяют после предварительного прогрева образца в воздухепрн 800, 900 и 1000 оС,Активность определяют, как в примере 1. Из полученных данных видно,что с увеличением температуры прогрева незначительно снижается активностькатализатора и в то же время она выше активности известного,Таким образом, используя катализатор предлагаемого состава с повышенной активностью н термической стабильностью, можно значительно интенсифицировать процесс дожига высокотоксич.ной примеси окиси углерода, что особенно важно в процессе очистки выхлопных газов."90 8,8 Аг.оз 18 г 163 72,9 2 ЕаСо 03 36,0 12,0 и 90 15,1 6,0 192 91,5 168 3 ЕаСооз 3,8 И 90 А 103 4,7 194 24,7 180 4 аСоОэ 64,3 10,4 26,3 5 Прототип 200 Таблица,2 Температура прогрева,оС Температура реакции,фСпри степени превращения, Ъ 50 100 160 700 800 164 186 900 176 192 1000 188 208 формула иэобретения Содержание компонентов, мас.Ъ Каталиэатор для окисления окиси углерода, включающий оксид перовскитовой структуры - кобальтит лантана ,о,т,л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения активности каталиТемпература реакции,оС,при степени превращения,Ъ эатора, он дополнительно содержит 60 оксиды магния и алюминия при следукщем соотношении компонентов, мас.ЪОксид магния 3,8-12;Ф Оксид алюминия 4,7-26,3 Кобальтит лан 65 тана Остальное992080 Составитель В.ТепляковаРедактор А.Ворович Техред Е.Харитончик корректор Г.ОгареевааюееееаиттЗакаэ 184/6 Тираж 535ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам иэобретений и открытий113035, Москва, ж, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП фПатентф, г.ужгород, ул.Проектная, 4 Источники ин Формации,принятые во ниимание при экспертизе1. Томас Ч. Бромаалвнные каталитические процессы и эффективные каталиэаторы, М., фИир", 1973, с.169-173. 2. Авторское свидетельство СССР,Ю 701693 кл. В 01 4 23/19 1976. ЗПатент США 1. 4124639,кл. 423437. опублик. 1978 .(прототип).