ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Потерн, срок службы и регенерация катализатора из "Справочник азотчика " Высокая стоимость и дефицит металлов платиновой группы обусловили поиск неплатиновых, оксидных катализаторов (НК) окисления аммиака. [c.45] В результате многочисленных исследований предложено значительное число рецептур НК, причем все они основаны на использовании трех оксидов — кобальта, железа или хрома [3]. Установлено, что процесс окисления аммиака иа НК существенно отличается от процесса на платиноидных сетках [41]. Так, время контактирования-, требуемое для полного превращения аммиака на НК, составляет 10 с, что на два порядка больше, чем на платиноидах. Это увеличивает вероятность протекания побочных реакций. Для большинства НК характерен очень узкий температурный интервал, в котором может быть достигнут высокий выход оксида азота (И)—50—60 °С вместо 300—400 °С для платиноидов. Эта особенность диктует необходимость подогрева АВС до более высоких температур, что в свою очередь увеличивает вероятность предкатализа. [c.45] При работе на НК интервал линейных скоростей газа, при котором наблюдается высокий выход N0, невелик и составляет 0,35—0,65 м/с. В данном случае влияние скорости проявляется через снижение температуры в верхнем слое, что ведет к уменьшению выхода N0. При увеличении концентрации аммиака в АВС от 4 до 12% выход N0 изменяется мало, но в дальнейшем (при соотношении [О2] [МНз] 1,5) он резко снижается. [c.45] В качестве первой ступени используется одиа или несколько платииоид-ных сеток, в качестве второй — слой оксидного НК. В этом случае платино-идная ступень смягчает недостатки НК (расширяется интервал рабочих температур, скоростей газа и т. д.) и при снижении в равных условиях иа 40— 50% вложений платины и на 15—30% потерь обеспечивает получение выхода окснда азота (И), равноценного выходу при работе только на платиноидных сетках. [c.46] В промышленной практике в качестве второй ступени нашли применение НК на основе оксидов железа, кобальта и хрома. В СССР иа основе оксида железа (П1) разработан железохромовый катализатор КН-2, который используется для систем с конверсией при атмосферном давлении КН-2Т и НК-2У — для агрегатов с конверсией под давлением до 1,0 МПа (табл. 1,20). [c.46] Высота слоя НК, так же как и пробег, зависит от принятых условий конверсии — напряженности катализатора (линейной скорости газа), давления, числа оставленных в первом слое платиноидных сеток. Например, для конверсии прн атмосферном давлении, температуре 780—820 С и сохранении в первом слое катализатора одной сетки высота слоя НК составляет 60 мм, его потери 0,8 г/т выработанной НМОз. В агрегатах под давлением 0,715 МПа, при линейной скорости газа 4—5 м/с и сохранении в первом слое 4—7 сеток слой катализатора КН-2Т составит 110—150 мм, а сопротивление его меньше 0,01 МПа. [c.46] Под воздействием реакционной среды происходит изменение структуры платиноидного катализатора, которое сопровождается потерями его массы. Различают три вида потерь химические, механические и потери за счет воздействия механических примесей. [c.46] Химическими называют потери, вызванные окислением платины кислородом АВС до РЮ2. Температура плавления и кипения оксида платины составляет 450 и 477 °С соответственно. Образовавшийся при температурах конверсии Р102 возгоняется и уносится газои [3]. [c.46] Механические потери происходят за счет разрушения поверхност- ого слоя катализатора при протекании на нем реакции окисления аммиака, сопровождающейся выделением больших количеств энергии (каталитическая эрозия). Сама по себе эрозия вызывает лишь разрушение поверхности. Под воздействием же вибрации сеток, неравномерности потока газа происходят отрыв частичек разрушенной поверхности сеток и их унос. [c.47] Потерн за счет воздействия механических примесей в газе возникают при попадании на катализатор солей некоторых металлов — натрия, калня, магния, меди, свинца и т д. При разложении этих солей, например карбонатов, оксиды металлов взаяыодействуют с компонентами платнноидного катализатора с образован 1ем легкоплавких сплавов 136]. В расплавленных зонах поверхности происходит интенсивное испарение массы, образование наростов и каверн, что также ведет к потерям катализатора. [c.47] Потери катализатора возрастают с повышением температуры и содержания кислорода в АВС (химические потери), с увеличением напряженности, линейной скорости газа (механические потери) и запыленности воздуха (эрозня примесями). При повышении давления потери катализатора также увеличиваются за счет повышения температуры, напряженности катализатора н плотности газа. [c.47] Доля химических потерь составляет 40—70%, механических — 60—30 /о. На долю потерь за счет разрушения сеток легкоплавкими примесями может приходиться до 10—15% общих потерь [36]. [c.47] Потери катализатора в комплекте сеток неравномерны — первые по ходу газа сетки теряют 10—12% общих потерь, последние — 2—4%. Соответственно с этим потери собственной массы первых сеток достигают 20—25% за пробег. В связи с этим рекомендуется после регенерации первые и последние две — три сетки менять местами. Общие потери комплекта сеток за пробег обычно не превышают 20%. но могут быть увеличены до 25—30% без заметного снижения степени конверсии. Однако в этом случае возрастают удельные потери катализатора на 1 т кислоты [3]. [c.47] Вложения платиноидов, а также пробеги катализатора в различных условиях могут быть приняты по данным, приведенным в табл. 1,21, а прямые потери катализатора могут быть оценены по данным иа рис. 1-34. [c.47] И возрастают при повышении содержания кислорода в АВС и пыли в воздухе. [c.48] Влияние скорости газа (напряженность катализатора), устаиовлеиного на данных рис. 1-34, подтверждается результатами эксплуатации агрегатов фирмы Гранд Паруас (см. табл. 1.21). [c.48] Вернуться к основной статье