160352. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vanádium-vegyületeket tartalmazó katalizátorok előállítására
3 100382 4 m2 /g, porozitása l,2r—0,9 cm3/g, a pórusok méret- és térifogateloszlása pedig a következő: kis pórusok sugara: R=60— 90 A kis pórusok térfogata: V = 0,6—1,0 ícm3 /g durva pórusok sugara: R = 2000—ÜOOO A dunva pórusok térfogata: V = 0,2,—0,4 om3 /g Az említett hordozóanyagiból granulátumot készítünk, majd ezt a granulátumot itatjuk át a vanadium- és kálium-vegyületeik oldatával. Az említett sziükagél kiindulási anyagaként 250—300 m2 /g fajlagos felületű durva pórusú szilikagélt alkalmazunk. Ezt a szilikagélt megőröljük és a főként legfeljebb 0,05 mm átmérőjű részecskéket tartalmazó frakciókat használjuk fel. Az említett szernesenagyság-eloszlású szilikagélt káliumszüikát oldatával és 80—90 súly% Si02 hidrogéllel elegyítjük. Az elegyítés aránya 70>—90 : 3-40 : 5—20. A szilikagél-káliumszilikát-ihidrogél előnyös súlyaránya 85 :5 : 10. A masszát addig keverjük, míg homogén nem lesz, majd plasztifükáljuk. A keverést általában hőmérséklet és nyomás alkalmazásával valósítjuk meg. A kapott képlékeny masszát formázzuk, majd 18—25 °C hőmérsékleten 50o/0 nedvességtartalomig, majd 100—150 °C-on 2—5 súly% nedvességtartalomig száirítjiuk. Az így előállított szilikagélt vanadium- és káliumvegyületek vizes oldatával. például vanadilszulfát és káliumhidirogénszulfát vizes oldatával itatjuk át. Az átitatás időtartama 15—20 perc. Az átitatásra alkalmazott oldat koncentrációjának olyannak kell lenni, hogy a szükséges mennyiségű aktív komponensek a hordozóanyag pórustérfogatának megfelelő oldattérfogatban legyenek feloldva. Így például ha a hordozó porozitása 1 em3/g, akkor a 6,5% V205-t tartalmazó katalizátor előállításához — amelyben a K2 0 : V2O5 arány 3:1 — olyan oldatot kell alkalmazni, amely 100 ml-ként 18,1 g vanadilszulfátot és 44,2 g káliumhidrogénszulfátot tartalmaz. Az átitatás után a granulátumot megszárítjuk és 500 °C-on 2 órán keresztül izzítjuk. A kész katalizátornak 5—110% vanádiuimoxidot kell tartalmaznia, a K2O : V2O5 súlyaránynak 3—5 : l^nek kell lennie. A találmány szerinti eljárás segítségével olyan katalizátorokat állíthatunk elő, amelyek aktivitása a kéndioxid kéntrioxiddá történő oxidációja során 420 °C-on a jelenleg alkalmazott vanádiumkatalizátorokénál 1,5—2,5-ször nagyobb. A találmány szerinti eljárással készített katalizátorok jelentős előnye, hogy igen egyszerűen állíthatók elő. A találmány szerinti eljárással készített katalizátorok nagy kéndioxid-koncentrációnál az ismert katalizátoraknáí lényegesebben aktívabbak, s így a kontakt berendezés összteljesítménye jelentősen megnő. A találmány szerinti eljárással előállított katalizátorok nagy aktivitása az optimális pórusszerkezetnek és a nagy K2O : V2O5 aránynak köszönhető. A találmány szerinti eljárás bemutatása céljából az alábbi példát ismertetjük katalizátor 5 előállítására. Példa: 250—300 m2 /g fajlagos felületű durva póru-10 sos szilikagélt golyósmaloinlban megőrlünk, majd 0,05 mim méretű szitán átszitáljuk, és a továbbiakban a 0,05 mm-nél kisebb szemcsenagyságú frakciót használjuk fel. A szófaanforgó frakció 126 g-jához hozzáadunk 103 ml 15 olyan vizes káliumszilikát-oldatot, amelyben az Si02 : K 2 0 arány 3. A káliumszilikát-oldat 14 g Si02 -t tartalmaz. A frakcióhoz hozzáadunk továbbá 109 g 87% nedvességtartalmú hidrogélt is. Az elegyet normál körülmények kö-20 zött addig kevertetjük, amíg homogén masszát nem kapunk, majd a masszát granuláljuk. A granulátumot először levegőn, majd 110 °C-on 6 órán keresztül szárítószekrényben szárítjuk, míg az anyag nedvességtartalma 3 súly% nem 25 les^z. A fenti művelet eredményeképp olyan bidiszperz szilikagélt kapunk, amely fajlagos felülete 15—300 m2 /g, összporozitása Vv 0 i = 1> póruseloszlása pedig a következő: 30 kis (60 A sugarú) pórusok térfogata: 0,7 cm3 /g durva (3000 A sugarú) pórusok térfogata: 0,3 cm3 /g 35 A kapott 189 g bidiszperz szililkagélt 208 ml vizes oldattal itatjuk át. A vizes oldat 34,4 g vandilszulfátot és 86 g káliumhidrogénszulfátot tartalmaz. Az átitatás után a terméket 6 órán keresztül 110 °C-on szárítjuk, majd 2 órán ke-40 resztül 500 °C-on izzítjuk. Az izzítás után a katalizátor használatkész állapotíban van. A fentiek szerint előállított katalizátort kéndioxid kéntrioxiddá történő oxidációja során 45 alkalmaztuk. Az oxidáció hőmérséklete 420 °C, térfogati sebessége 4000 ó_1 volt. A kiindulási gázelegy összetétele a következő volt: S02 : 7,5 súly%, 0 2 11 S!Úly%, N2 8,5 súly% 50 Az említett körülmények között a kéndioxid 54%-os konverzióját értük el. Az S02 — SO.j átalakulás reakciósebességi állandója K = 0,6 s_1 at -1 volt. A találmány szerinti eljárással előállított katalizátor tehát mintegy kétszer olyan aktív, mint az ismert, katalizátor. A találmány szerinti eljárassál készített katalizátort az említett körülmények között megvizsgáltuk 360 °C-on és 485 °C-on is. A vizsgálat során a következő reakciósebességi állan„„ dókat találtuk: 60 360 °C-on a kéndioxid átalakulási foka 30%; K =0,06 — 0,1 s_1 at -1. 485 °C-on az átalakulás foka 70%; K=l,4 65 s-1 at -1. 2
