ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Макарова, В. В. Илларионов. Исследование активного компонента ванадиевых катализаторов методом обмена серой из "Ванадиевые катализаторы для контактного производства серной кислоты" Создание и применение ванадиевых катализаторов явилось крупной вехой в развитии контактного производства серной кислоты. Преимущества ванадиевых катализаторов по сравнению с платиновыми катализаторами — повышенная каталитическая активность и стойкость к большинству контактных ядов — способствовали усовершенствованию технологии контактного процесса и увеличению мощности установок и контактных аппаратов. [c.5] Отечественные рецептуры ванадиевых катализаторов, созданные в конце 20-х годов, получили широкое применение в промышленности, и к 1937 г. платиновые катализаторы были полностью заменены ванадиевыми. [c.5] Наряду с разработкой рецептур ванадиевых катализаторов изучался механизм их действия, выявлялась роль отдельных компонентов, входящих в их состав, исследовались процессы переноса реагирующих веществ внутри зерен катализатора и определялась оптимальная пористая структура. На основе изучения кинетики окисления ЗОг на ванадиевых катализаторах был выявлен оптимальный температурный режим и разработан метод расчета контактных аппаратов. [c.5] В послевоенный период перед промышленностью была поставлена задача быстрого увеличения производства серной кислоты, и в связи с этим возникли требования по улучшению свойств ванадиевых катализаторов. Применяемая на заводах ванадиевая контактная масса БАВ должна подвергаться предварительной обработке в контактных аппаратах в специальном пусковом режиме, что связано с сокращением времени продуктивной работы аппаратов, а также загрязнением систем хлористыми соединениями. Предстояло изменить рецептуру приготовления катализатора с целью исключения операции предварительной обработки разбавленным сернистым газом, создания возможности работы при повышенной концентрации двуокиси серы, а также снижения температуры зажигания ванадиевых катализаторов путем повышения их активности в условиях низких температур. [c.5] В связи с перспективой применения кислорода и концентри-рованного сернистого газа для произв Одства серной кислоты требуется разработать процесс контактирования газовых смесей с высокой концентрацией ЗОг. В этом случае контактирование целесообразно проводить в псевдоожиженном слое катализатора, устойчивого для работы в этих условиях. [c.6] Решению всех этих проблем и други вопросов по ванадиевым катализаторам посвящены помещенные в настоящем сбоо-нике работы НИУИФ, УНИХИМ и друпих институтов и заводов. Одна из работ представлена Институтом физической химии АН ЧССР, в содружестве с которым проводились исследования механизма действия ванадиевых катализаторов. [c.6] Следует отметить, ч.то в Сборнике не получили должного освещения работы по кинетике окисления двуокиси серы на ванадиевых катализаторах. Это отражает недостаточность кинетических исследований в области сернокислотного катализа, что должно быть преодолено, так как прецизионные исследования кинетики процесса требуются для внедрения современных машинных методов расчета контактных аппаратов и автоматизации управления процессом. [c.6] В целом материал сборника представит несомненный интерес для работающих в области сернокислотного катализа и приготовления катализаторов и поможет в решении задач увеличения производства серной кислоты. [c.6] Контактное окисление сернистого ангидрида в серный ангидрид в производстве серной кислоты производится нэ ванадиевом катализаторе БАВ, разработанном Г. К. Боре-сковым. [c.7] Катализатор БАВ обладает высокой активностью и, как установлено сравнительными испытаниями, 1е уступает лучшим зарубежным катализаторам. Только отдельные зарубежные образцы, отяссительно малоактивные, обладают более низкой температурой зажигания или более высокой термической устойчивостью. В отличие от большинства зарубежных сернокислотных катализаторов, БАВ не представляет собой готового катализатора. Он становится таковым только после обработки. в контактном аппарате в условиях специального пускового режима, называемого насыщением. [c.7] В ненасыщенном состоянии БАВ имеет сравнительно невысокую механическую прочность, поэтому небрежные транспортировка его и загрузка в контактный аппарат могут привести к образованию мелочи, за счет которой увеличивается гидравлическое сопротивление слоя контактной массы. [c.7] Применение контактной массы БАВ в промышленности в течение -почти 25 лет показало ее высокие качества, а отдельные выявленные недостатки должны быть скорее отнесены к неправильной эксплуатации контактных узлов, чем к свойства.м массы. В последние годы в связи с необходимостью увеличения производства серной кислоты встала задача получения и изготовления катализатора в насыщенном состоянии, который обладал бы более низкой тедшературой зажигания, повышенной термической устойчивостью и более высокой механической прочностью. [c.7] Ванадиевые сернокислотные катализаторы являются веще- ствами с высокоразвитой внутренней поверхностью, намного превосходящей внешнюю геометрическую. [c.7] Установлено, что для реакций, протекающих с умеренной скоростью, к которым относится окисление сернистого ангидрида на ванадиевом катализаторе, наиболее пригодна смешанная пористая структура катализатора. Однако при насыщении катализатора БАВ сернистым газом тонкие поры катализатора заполняются продуктами взаимодействия хлоридов с SO и SO3, вследствие чего в насыщенном катализаторе внутренняя поверхность создается в основном порами радиусом порядка 10 см, в которых протекает нормальная диффузия. Поэтому оптимальной для ванадиевых катализаторов следует считать однопористую структуру с порами указанного размера и максимальной степенью развития пористости. [c.8] Катализатор БАВ — сложный алю.моцеолит он образуется при приливании кислых растворов, содержащих AI I3, ВаСЬ и НС1, к щелочному раствору силиката и ванадата калия. Получающийся гелеобразный осадок состоит из более или менее крупных мицелл смешанного геля, размеры которых зависят от кислотности среды. Активная кислотность влияет на степень агрегации ионов амфотерных электролитов и на величину первичных мицелл и определяет характер образующегося осадка, в котором ванадий фиксировав в виде ванадата бария. При постепенном приливании кислого раствора pH среды изменяется, изменяется и характер осадка, что обусловливает получение смешанной пористой структуры контактной массы. [c.8] После насыщения контактной массы БАВ изменяются ее химическая природа и пористая структура и масса становится более прочной. Поэтому казалось бы целесообразным проводить насыщение непосредственно при изготовлении массы, однако это потребовало бы применения специальной и сложной аппаратуры. Другие пути повышения механической прочности контактной массы, а именно изменение условий осаждения, добавка упрочнителей и другие, вряд ли окажутся эффективными, так как они приводят одновременно к снижению активности катализатора. [c.8] Другие свойства катализаторов, а именно термическая устойчивость и температура зажигания катализатора, обусловливаются в первую очередь активным компонентом катализатора, и Т0Л рК0 изменением его состава можно модифицировать катализатор в нужном направлении. [c.8] Установлено , что при обработке 5%-ным сернистым газом при температуре 400—500 С чистой пятиокиси ванадия, двойных смесей со щелочами и тройных смесей с силикагелем происходит частичное восстановление пятиокиси ванадия, а в двойных и тройных смесях образуются сложные продукты взаимодействия, содержащие МегО, 50з, УгОз и Уг04 образующимся соединениям может быть приписана высокая каталитическая активность. По мере снижения температуры обработки возрастает доля Уг04. В присутствии 5102 наблюдается стабилизация УгОз, в связи с чем было сделано заключение, что кремнезем не является инертным носителем, а входит в состав активного компонента . [c.9] Существенно повышает активность катализатора нри низких температурах фосфорная кислота, которая добавляется в некоторые зарубежные катализаторы и независимо предложена в 1937 г. Г. К. Боресковым и С. М. Шогам. Температура зажигания катализатора, активированного фосфорной кислотой, сни-. лкается на 20—30° С. [c.10] Вернуться к основной статье