Катализатор для окисления монооксида углерода

(71) Институт неорганической и физихимии АН АЗССР(56) Авторское свидетельство СССР3 Ф 986482. кл. А 01,3 23/84, 1981,Патент США В 3929681,кл. В 01 23/86, опублик. 1977,еско ова,. джи" ализатоесей от сти, для к наибогазов авбросов химич Изобретение относится к кат рам для очистки газовоздушных см токсичных примесей и, в частно окисления монооксида углерода ка лее токсичной примеси выхлопных томобилей; технологических вы нефтеперерабатывающей и нефте вской промышленности.Целью изобретенияние активности катализанительного содержансурьмы при определенкомпонентов.Изобретение иллюстрируется следую щими примерами.Пример 1.Иссостава, мас. :СцО 20С 0304 1,0Сг 03 3,0М 02 3 0ЯЬ 203 1,0 является повыше- тора за счет дополия в нем оксида ном соотношении пользуют катализатор 02 2 С 4 Н 1 о 1000 рра С 02 18М 2 Остальное ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ АВТОРСКОМУ СВ(54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ МОНООКСИДА УГЛЕРОДА(57) Изобретение может быть использовано для обезвреживания выхлопных газов автомобилей, технологических выбросов в разных производствах, Цель изобретения - повышение активности катализатора. Для этого используют состав, мас,0. оксид меди 2-2,5; оксид кобальта 1-2; оксид хрома 3-5; оксид марганца 2,5-4; оксид сурьмы 1-2; у-А 203-остальное. В этом случае конверсия СО достигается при более высоких скоростях (45000 ч, против 27000 ч ), что . позволяет снизить в 1,7 раза время контакта и уменьшить загрузку катализатора в реакционное пространство, 4 табл. 7-А 203 Остальное (расчет на 5 гкатализатора).у-Оксид алюминия предварительно активируют: пропитывают раствором соляной кислоты (рН 2) в течение 1 ч с последующей сушкой при 150 С в течение 2 ч. Приготавливают раствор активных компонентов, исходя из 0,212 г СцС 22 Н 20, 0,15 г СоС 26 Н 20, 0,078 г ЯЬС 3, 0.42 г МпС 2 4 Н 20 и 0,306 г Сг(ИО 3)2 9 Н 20. Полученной смесью при рН 1,8 пропитывают активированный у-А 203 массой 4,5 г при 40-60 С в течение 1 ч с последующей сушкой при 120 С в течение 2 ч и прокаливанием при 200 С (1 ч), при 350 С (4 ч). Газовоздушную смесь состава, :СО 2При температурах 155, 160, 165, 250 Сконверсия СО соответственно 50,5; 95;100; 100%, конверсия бутана 0 6,2; 15,8;55,7%.П р и м е р 5, Катализатор состава,мас %СиО 23Соэ 04 2 ОСгОз 3 5Мп 02 2,5ЯЬ 203 1,5у -А 120 з Остальноеготовят по аналогии с примером 1, Исследуют газовоздушную смесь состава, %;СО 202 2,5С 4 Н 10 1100 ррщС 02 20Йг ОстальноеПри температурах 145, 165, 175, 220 и250 С конверсия СО 55, 98, 100, 100 и 100%соответственно, а конверсия бутана приэтих же температурах 3,5; 8,8; 14,0; 26,3;50,5%,П р и м е р 6, Катализатор состава,25 мас,%;СОО 24Соз 04 1,25СгОз 4,75Мп 02 3 75зо ЗЬ 20 з 1,65У-А 20 з Остальноеготовят по аналогии с примером 1. Используют газовоздушную смесь состава, %:СО 25352С 4 Н 1 о 1000 рргпСО 2 2082 ОстальноеПри температурах 135, 140, 190 и 220 Сконверсия СО 25,3; 100; 100 и 100%, конверсия бутана 3,0; 15,1; 31,4; 57,2%.Далее приведены дополнительные примеры со значениями содержания активныхкомпонентов в катализаторе, отличными отпредлагаемых при условии сохранения соотношения между активными компонентами, соответствующего составу катализаторав примере 1,П р и м е р 7, Готовят оксидный катализатор состава, мас.%:СцО 1,1Соз 04 0,75СгОз 2,0Мп 02 1,37ЯЬ 20 з 0,6355 у-А 120 з ОстальноеИспользуют газовоздушную смесь состава, %.СО02 15 3,53 3 1685509при объемной скорости 45000 ч йрбпускают черзез слой катализатора объемом2,5 см . При температурах 40, 50, 65 и85 С достигается конверсия СО 48, 100,100, 100% соответственно, конверсия бутана 17,3; 28,3; 38,9; 69,5%,Приведенные в примере 1 и последующих примерах в соответствии с формулойизобретения результаты даны в табл. 1-4 иСопоставлены с прототипом.П р и м е р 2. Катализатор состава,мас %СоО 22СОЗО 4 1,5СгОз 4,0Мп 02 2 75ЯЬ 20 з 1,40у-А 120 з Остальноеготовят по аналогии с примером 1, Используют газовоздушную смесь состава, %:СО 3,5С 4 Н 1 о 800 рраС 02 15йг ОстальноеПри температурах 40, 50, 150 С конвер. сия СО составляет 95, 100, 100% соответственно, конверсия бутана 1,2; 32;80%.П р и м е р 3, Катализатор состава,мас,%:СоО 25Соз 04 2,0СгОз 4,5Мп 02 2 5ЯЬ 20 э 1,35У-А 120 з Остальноеготовят по аналогии с примером 1. Используют газовоздушную смесь состава, %;СО 3Ог 2,5С 4 Н 1 о 700 рргпС 02 15Мг ОстальноеПри температурах 70, 80, 90 С конверсия СО 8,9; 97; 100%, конверсия бутана О35; 57%.П р и м е р 4, Катализатор состава,мас.%:СоО 25С 0304 2,0СгОз 5 ОМп 02 4 0ЯЬ 20 з 2,0У-А 20 З ОСтальнОЕготовят аналогично примеру 1. Исследуютгазовоздушную смесь состава, %:СО 4С 2 3,5С 4 Н 1 о 700 рргпС 02 15Мг ОстальноеС 4 Н 10 800 рргпС 02 15И 2 ОстальноеПри температурах 50, 60, 180 С достигается конверсия СО 83, 90, 98% соответственно, конверсия бутана 0; 22; 51%,П р и м е р 8, Готовят оксидный катализатор состава, мас.%:СцО 33Соз 04 2,25СгОз 6,0Мп 02 4,133 Ь 20 з 2,1у -А 120 з ОстальноеИспользуют газовоэдушную смесь состава, приведенного в примере 7. При температурах 50, 60, 180 С достигается конверсия СО 86, 95 и 100% соответственно, конверсия бутана 0,5; 26,3, 62%:Количества используемых соединений и ингредиентный состав катализаторов по примерам 1-8 указаны в табл, 1.П р и м е р 9 (по прототипу). 426 г Со(ИОз)2 6 Н 20 и 340 г Сц(ИОЗ)2 ЗН 20 растворяют в 1000 г 50%-ного раствора Мп(ИОз)2 (содержит 500 г соли) и разбавляют 200 мл Н 20. Раствором пропитывают носитель у-А 120 з (800 г), Далее следует сушка (120 С, 12 ч) и прокаливание на воздухе (500 С, 2 ч).Получают катализатор следующего состава, мас.%;СцО74Соз 04 23,4Мп 02 16,1у-А 20 з ОстальноеГазовую смесь состава, %:СО 402 3,5С 4 Н 10 700 ррп 1С 02 15И 2 Остальноепропускают с объемной скоростью 27000 ч 1 через полученный катализатор. При 156, 162, 164, 243 С конверсия СО соответственно 44,2; 93,6; 100; 100 О, Конверсия бутана соответственно 0; 5,8; 13,6; 53,5%.П р и м е р 10 (по прототипу). 1050 г МИОз)з 9 Н 20 и 220 г Сц(ИОз)2 ЗН 20 рас,творяют в 490 г 500%-ного раствора Мп(ИОз)2 и разбавляют 450 г Н 20. Раствором обрабатывают носитель у-А 20 з (1000 г). Далее следует сушка (120 С, 12 ч) и прокаливание в токе кислорода (500 С, 2 ч).Получают катализатор состава, мас. : СцО 5,0Мп 02 8,2СгОз 18,0у-А 20 З ОСтальнОЕ Газовую смесь состава, %;СО 302 2,5С 4 Н 10 1 ррп 1Иг Остальноепри объемной скорости 27000 ч 1 пропускают через слой катализатора при 170, 180,190, 250 С, При этом достигается конверсияСО и С 4 Н 10 соответственно 80, 98, 100, 100%1 О и 25, 37, 45, 90.П р и м е р ы 11, 12 (сравнительные).Катализатор получен аналогично примерам9, 10, но с использованием хлоридов вместонитратов.П р и м е р ы 13-16 (сравнительные),Катализаторы получены аналогично примерам 9, 10, но с введением оксида сурьмы.Ингредиентный состав катализаторов и20 результаты их испытаний представлены втабл. 2-4.Как видно из сопоставительных данных(см. табл. 2-4), положительный эффект достигается только при введении ЗЬ в обра 25 зец, содержащий оксид хрома (см.примеры с введением сурьмы). При этомтемпература достижения более высокойстепени превращения существенно ниже вслучае использования хлоридов вместо3 О нитратовКак следует из сопоставления с прототипом при идентичных составах газовоэдушной смеси аналогичные показатели потемпературам и степеням превращениядостигаются при более высокой объемнойскорости (45000 ч против 27000 ч 1) в случае использования предлагаемого катализатора.Таким образом, за счет увеличенияобъемной скорости удается резко снизить4 О (- в 1,7 раза) время контакта, а следовательно, и загрузку катализатора в реакцион,ное пространство,Формула изобретения 45 Катализатор для окисления монооксидауглерода, включающий оксиды меди, кобальта, хрома, марганца, нанесенные на уоксид алюминия, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения активности катали затора, он дополнительно содержит оксидсурьмы при следующем соотношении компонентов, мас,%;Оксид меди 2,0-2,5Оксид кобальта 1,0-2,0Оксид хрома 3,0-5,0Оксид марганца 2,5-4,03Оксид сурьмы 1,0-2,0у -Оксид алюминия ОстальноеО Г 4 Ч И СЧ О М С 4О чввОфлИХ- Тс)а) ф ф СО СО О) О) СТ И ООООИ ОО ввТ Т иЪ) Г) Т г 3 ч,))г) Ъ г Ч лм ф сч Ч О Ч44 В сч иъ сч Т Л 4- Г а ООО1685509 10 Таблица Сопоставительш 1 е данные Состав газовозС 4 НО Со превр,И Номерпримера превр.,%9 Гпрототип) 27000 27000 27000 27000 12 27000 13 27000 14 27000 15 27000 Составитель В, ТепляковаТехред М,Моргентал Корректор М. Максимишинец Редактор Г. Бельская Заказ 3552 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 СО - 4О, 3,5С 4 Нуо 700 ррт СО - 15 М - остальное 10 Гпрототип) СО-З.0-2,5С 4 Ъ РршИ - остальное СО - 4Оу, 3,5СНО - 700 репСО - 15И - остальноей СО - 3О - 2,5С Н,о - РрпИ - остальное СО - 4С Но - ррпСО - 152И - остальное СО - 3О - 2,5СНО - рршБ - остальное1 СО - 3 О, -2,5 СаН 1 о Ррщ И - остальное