199312. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ammóniaszintézisben alkalmazható promotorral aktivált vasoxidot tartalmazó tömbkatalizátor készítmény előállítására
5 HU 199312 B 6 molibdén-, cirkónium-, kobalt-, wolfram-sókat adnak. A katalizátormasszát (a szemcsés, promotorral aktivált vas-oxid katalizátor és az alkálifóldféin-aluminát vizes szuszpenziójának elegyét) a teljes térfogatban azonos öszszetétel elérése érdekében gondosan megkeverjük. Ezután a katalizátormasszát alak-adó szerszámba (formába) töltjük és tömöritjük. Ebben a munkafázisban helyezzük el a formába az erősítő-, merevítő-elemeket, amelyek rozsdamentes acélból, alumíniumból vagy rézből készült rudak vagy perforált lemezek lehetnek. A kalalizátormassza tömörítése után a formát hidraulikus emelővel elektromos fűtésű kemencébe helyezzük. A kemencében történik 200-600 °C hőmérsékleten a katalizátormassza hőkezelése (szinterezése). A hőkezelést végrehajthatjuk előre meghatározott időtartammal állandó hőmérsékleten, vagy fokozatos hőmérsékletnövelés mellett. A szinterezés befejezése után következik 150-300 °C hőmérsékleten a kalalizátormassza hidrolermikus kezelése, amikor is a promotorral aktivált vas-oxid katalizátor szemcséi cementálódnak az alkálifóldfém-aluinináttal, ami a tömb mechanikai szilárdságát növeli. A hidrotermikus kezelés után a katalizátormasszát 150-200 °C hőmérsékleten szárítjuk. A katalizátormassza szinterezésének, hidrotermikus kezelésének és szárításának folyamatát egy vagy több készülékben végezhetjük. A szárítás befejezése után a formát az adott, vagy utolsó készülékből kiemeljük, a szinterezett tömböt a formából eltávolítjuk. Szobahőmérsékletre hűtés után a tömböt csomagoljuk és a felhasználónak továbbítjuk. Az ammóniaszintézisben alkalmazható katalizátor tömbök a fentieknek megfelelően különböző méretűek lehetnek. A méretek kialakításánál az ammóniaszintézis reaktorának méreteit célszerű figyelembe venni. A találmány szerinti eljárást a következő példákban ismertetjük. 1. példa A tömbkatalizátor méretei: külső átmérő: 3,0 m belső átmérő: 1,0 m magasság: 3,0 m. Dobkeverőbe beadagolunk 52,0 t (84 tX) 1-3 mm szemcsenagyságú, granulált, promotorral aktivált vas-oxid katalizátort és 7,8 t (szárazanyagra vonatkoztatva 15 tX) vizes kálcium-aluininát szuszpenziói, amelyben a kálcium-aluminát : viz tömegaránya 1:9. A szemcsés, promotorral aktivált vas-oxid katalizátor összetétele (tX-ban): FeO - 36,0; Fez03 - 57,2; AI2O3 - 2,5; K2O - 1,0; CaO - 2,5; SiOz - 0,8. A fenti komponensek elegyét a kálcium-aluminát egyenletes eloszlása érdekében alaposan összekeverjük. A homogén katalizátormasszát formába helyezzük, 0,52 t (1 tX) mennyiségű, 16 mm átmérőjű acélrudakat állítunk bele és lömöritjük. A továbbiakban a formát kemencébe helyezzük, amelyben a katalizátor masszái 3 órán keresztül 600 °C hőmérsékleten hőkezeljük. A hőkezelés befejezése után a szinterezett katalizátormasszát tartalmazó formához 300 °C-os frissgőzt vezetünk. Ez a hidrotermikus kezelés 1 óra időtartamú. Ezután következik a szárítás 200 °C hőmérsékleten 0,5 órán keresztül. A kemence lehűlése után a formát kivesszük és a tömböt .kiemeljük belőle. A fentiek szerint előállított katalizátor tömb műszaki adatai: Nyomószilárdság (MPa) 5,3 Higroszkóposság (tX) 0,2 Hidraulikus ellenállás (MPa) 0,69 mVs légsebességnél 0,004 Katalitikus aktivitás az ammóniagyártásban a következő paraméterek mellett: nyomás 29,4 MPa, térfogai, áram: 30 000 Ír1, és hőmérséklet (°C): NHs (térfogat X) 550 15,5 500 19,7 475 20,8 450 20,7 400 16,7. A tömb nyoiuószilárdsága a katalizátor redukciója után 8,0 mPa. 2. példa A lömbkatalizátor méretei: külső átmérő: 0,5 m belső átmérő: 0,2 m magasság: 0,5 m. Dobkeverőbe beadagolunk 0,23 t (94,5 IX) 3-5 inm szemcsenagyságú és szabál y tálán szemcse alakú, promotorral aktivált vas-oxid katalizátort és 0,0125 t (szárazanyagra vonatkoztatva 5 IX) vizes bárium-aluminát szuszpenziót, amelyben a bárium-uhiminát : viz tömegarány 1:1. A szemcsés, promotorral aktivált vas-oxid katalizátor ószszelélele (tX-ban): FeO - 36,8; Fe203 - 57,2; AlzOa - 2,5; KzO - 0,8; CaO - 2,0; MgO - 0,3; SiOz - 0,4; VzOs - nyomokban. A fenti komponensek elegyét alaposan összekeverjük, a bárium-aluminát egyenletes eloszlatása érdekében. A homogén katalizátormasszát formába helyezzük, 0,00115 t (0,5 tX) mennyiségű, 0,5 mm vastagságú, 70X szabad keresztmetszetű, perforált rézlemezeket állítunk bele, és tömöritjük. A továbbiakban a formát kemencébe rakjuk, amelyben a katalizátormasszát 5 órán át 200 °C hőmérsékleten hőkezeljük (szinterezzük). A hőkezelés befejezése után a formát a katalizátormasszával auloklávba helyezzük ét, ahol elvégezzük a hidrotermikus kezelést 150 °C-os l.úlhevitett vízgőzzel, 3 óra időtartammal. Ez-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
