Катализатор для глубокого окисления углеводородов и окиси углерода

,1007718 23/82 ф А 01 . д 2 3/ 1//С 07 В 3/Оо В ГОСУД АРС ОБРЕ 0,5" 10,31, - 34,ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ.И ОТКРЫТИЙ ВГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(46) 30.03.83, Бюл, И 12(72) В.В.Беренцвейг, А.П.Руденко, О,ф.Сапрыкина и Е.Г.Исаева(71) Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знаменигосударственный университетим. И.В.Ломоносова(5 Ь) 1. Авторское свидетельство СССРи 410806, кл. В 01, д 23/86, 19712. Авторское свидетельство СССР , Ю 736997, кл. В 01 3 23/26, 1978(54)(57) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ГЛУБОКОГО ОКИСЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ И ОКИСИ УГЛЕРОДА, содержащий окись переходного металла и двуокись олова, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения активности катализа" тора, он содержит в качестве окиси переходного металла окись кобальта или .марганца и дополнительно окись. железа при следующем содержании компонентов, мас.Ф:Окись кобальтаили марганца 01 10077Изобретение относится к катализаторам для глубокого окисления углеводородов и окиси углерода до углекислого газа и воды. В обоих случаяхвысокая удельная активность и селективность дожигания углеводородов иокиси уг.,ерода до двуокиси углеродаи воды обеспечивает положительноерешение ряда экологических проблем,связанных с охраной окружающей сре фды: уничтожение вредных выбросов ватмосферу примесей углеводородови окиси углерода в отходящих газаххимических производств, дожиганиевыхлопных газов в двигателях внут юреннего сгорания.Известен катализатор для глубокогоокисления окиси углерода и углеводородов, содержащий окиси переходныхметаллов: окись хрома и окись ко- щбальта на носителе-кремнеземной плите 1.1 1 при следующем содержаниикомпонентов, вес.Ф:Окись хрома 35-42Окись кобальта 20-23 23Носитель ОстальноеИзвестный катализатор обладаетвысокой активностью " 803) в дожи. -гании метана в интервале температур300-400 С, однако обладает сравниотелЬно малой удельной поверхностью12-20 м/г) и относительно низкойэффективностью использования активного компонента, в частности окисикобальта, которая распределена повсему объему катализатора,35Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому эффекту является катализатордля глубокого окисления углеводоро 40дов и окиси углерода, содержащийокись переходного металла, окисьхрома и двуокись олова при следующем содержании компонентов, мол:3:окись хрома 1,0-90,0, двуокись оловаостальное 2 1,К недостаткам известного катализатора следует отнести недостаточную активность катализатора. Так,например, конверсия циклогексена в 0присутствии известного катализатора,содержащего 60 мол ,/ двуокиси олова и 40 мол.4 окиси хрома, при 400 Ссоставляет 5 Ц, конверсия циклогексана - 394, конверсия окиси углеродапри 3000 С - 52,6,Цель изобретения - повышение активности катализатора,18 2Для достижения поставленной цели предложен катализатор для глубокого окисления углеводородов и окиси углерода, содержащий окись переходного металла - окись кобальта или марганца, двуокись олова и дополнительно окись железа при следующем содержании компонентов, мас,4:Окись кобальтаили марганца 0,5 - 10,0Окись железа 31,5 - 34,8Двуокись олова ОстальноеОтличительными признаками являФ ются содержание в качестве окиси переходного металла окиси кобальта или. марганца, дополнительное содер" жание окиси железа и соотношение компонентов. Катализатор обладает повышенной активностью.Так, например, конверсия циклогексана при 400 оС в присутствии катализатора, содержащего 32-34 мас., окиси железа, 5- 10 мас.Ф окиси кобальта или марганца, двуокись олова остальное, составляет 80-963, конверсия циклогексена 98-100,конверсия окиси углерода при 300 С 57-Щ.Катализат о готовят в две стадии получая на первой из них смесь1окислов олова и железа путем соосаждения аммиаком при рН 8 гидроокисей этих металлов с последующим их прокаливанием в токе воздуха при 600-650 С. Далее пропиткой прокаленной смеси окислов олова и железа солями кобальта или марганца с последующим прокаливанием в токе воздуха при 600-659 С готовят трехкомпонентные катализаторы.Железооловянная матрица, использованная для нанесения окислов переходных металлов, обладает высокой устойчивостью .к рекристаллизационным процессам, что обеспечивает высокую устойчивость катализаторов к возможным перегревам в ходе окислительных процессов.Как показали данные рентгенострук;- турного анализа трехкомпонентных катализаторов после их использования в окислительных процессах,для них не наблюдается рекристаллизации окисных компонентов, размер кристаллитов которых. остается неизменным,П р и м е р 1. Приготовление 0кобальтсодержащего катализатора осуществляют по следующей методике.3 . 100771 воды каждую.Соосаждают при перемеши вании гидроокиси олова и железа 254 раствором аммиака при рН 8. Для поддержания постоянства рН к раствору солей олова и железа добавляют 104 . раствора нитрата аммония. Оставляют осадок в маточном растворе на 2 чч,после чего отделяют центрифугированием, Промывают осадок водой до отрицательной реакции на хлор-ион. Осадки высушивают на воздухе при 100-120 Со в течение 5 ч, гомогенизируют на шаровой мельнице, а затем прокаливают в токе воздуха при 600 С в течениеъ10 ч.. Получают 400 г смешанного железо-. оловянного катализатора, который да-. лее используют для получения трех- компонентного контакта. Для этого оастворяют 3,9 г Со(ЙОЗ)2 6 Н 20 в 7 мл воды и этим раствором пропитывают 10 г железооловянного окисного катализатора, полученного по методике, описанной выше. . 2 з Упаривают раствор с катализатором на водяной бане, после чего катализатор прокаливают 10 ч в токе воздуха при 600 С. Получают 11 г железооловянного окисного катализатора, промотированного поверхностно 10 мас.Ф окиси кобальтаУдельная поверхность катализатора, определяемая по низкотемпературной адсорбции азота, составляет 35 м/г, Состав катализатора мас.4: окись кобальта 10,0; окись железа 31,5; двуокись олова остальное до 100. П р и м е р 2. Приготовление,0,53 марганцевого катализатора осу ществляют по следующей методике. Растворяют 0,2 г Ип(ЙОЗ)2.6 Н 20 в 7 мл воды и этим раствором пропитывают 10 г желеэооловянного окис. ного катализатора, полученного по методйке, описанной в примере 1.Упаривают раствор с катализатором на водяной бане, после чего 8 4катализатор прокаливают в токе воздуха 10 ч при 600 С,Получают 10,5 г железооловянногоокисного катализатора, промотирован"ного 0,5 мас. окислов марганца,судельной поверхностью 38 м/г. Состав катализатора, мас.Ф: двуокисьмарганца 0,51 окись железа 34,8,двуокись олова остальное до 100.П р и м е р 3. Окисление цикло"гексана проводят в импульсной проточной установке на железооловянныхкатализаторах, промотированных окислами марганца, полученных по методике, описанной примере 2. Навескакатализатора 0,13 г. Иольное отношение циклогексан- кислород 2:5;П р и м е р М. Окисление циклогексана проводят в условиях, аналогичных примеру 3. Катализатор - железооловянный, промотированный окислами кобальта (0,13 г)-по методике,описанной в примереП р и м е р 5. Окисление циклогексена проводят в импульсной проточной установке на железооловянных ка"тализаторах, промотированных 5 мас.Фокислов кобальта и марганца. Навескакатализаторов 0,02 г. Иольное соотношение циклогеИсен -кислород 2:5П р и м е р 6, Окисление метана проводят в проточно-Чиркуляционнойустановке на железооловянных катализаторахпромотированнцх 5 масАокислов кобальта и марганца. Скоростьподачи.газа 25 л/ч при содержанииметана в воздухе 1 об.Ф. Навеска ка"тализаторов 1,0 г.П р и м е р 7. Окисление окисиуглерода проводят в проточно-циркуляционной установке на железо-. оловянных катализаторах, промотированных 5 вес,3 окислов кобальта имарганца. Скорость подачи газа125 л/ч при содержании окиси углеродав воздухе 1 об.1. Навеска катализатора 1 гВ таблице представлена характеристика предлагаемых катализаторов попримерам.пО Остальное до 1005 п 020 стально до 100 5 пО Остальное до 100.23,0 5 п 02-Остальноедо 100 250 77,085,0 300 е е е е е в е вЗаказ 2 183/8 . Тираж 535 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Же 35, Раущская наб., д. М 5е е е е е е Вв е е филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель В.ТепляковаРедактор ЕЛушникова Техред С.Мигунова Корректор А.ференц