ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Потери катализатора и методы их уменьшения из "Технология азотной кислоты" К разрушению сначала верхнего слоя, а затем всей массы катализатора. Этот процесс структурного изменения катализато-ра идущий параллельно с увеличен ем его активной поверхности, в конечном тоге вызывает разрущение катализатора, частицы которого уносятся с газами. [c.64] Повышение температуры, благоприятно сказывающееся на увеличении скорости окисления аммиака, вместе с тем приводит к возрастанию потерь платины. В области пониженных температур повышение активности катализатора происходит параллельно степени его разрушения, при высоких температура.х разрушение катализатора значительно опережает рост его активности. [c.64] На рис. 10 приведены данные, характеризующие средние потери платины в зависимости от температуры контактирования. [c.64] При высокой температуре потери платино-палладиевого катализатора на 10% больше, чем платинового. Сетки из сплава платины и родия или платины и иридия устойчивее сеток из чистой платины, особенно в области высоких температур. Этим и объясняется их широкое применение в заводской практике. [c.64] Потери платиновых катализаторов особенно резко возрастают при повышении температуры контактного процесса сверл 920°. Если при 650° потери платины составляют 0,05—0,1 на 1 т НЫОз, то при 900° эти потери равны 0,25—0,30 г на I г НЫОз (при давлении 5—8 ата). Возрастающие потери катализатора при таких высоких температурах не компенсируются преимуществами, которые определяются большей производительностью контактного аппарата в этих условиях. [c.64] Оотери Платино-родиевого сплава при повышении температуры с 820 до 920° возрастают примерно в 10 раз. Следовательно, температура при окислении аммиака не должна превышать 920°, хотя при более высоких температурах возможно повышение скорости реакции. [c.65] Приведенные выше потери платины являются средними за определенный срок работы сеток. Вполне понятно, что с увеличением длительности работы сеток степень их разрушения также повышается. Потери платины в зависимости от продолжительности эксплуатации сеток характеризуются кривыми, аналогичными кривым зависимости потерь от температуры. К концу пробега катализатора потери в 2—3 раза больше, чем в начальный период его работы. Первые по ходу газа сетки разрушаются значительно сильнее, чем последующие. [c.65] В табл. 13 приведены экспериментальные данные авторов о распределении потерь платино-родиевых сеток (7% КЬ). [c.65] Как видно из табл. 13, потери катализатора быстро возрастают в процессе его эксплуатации, причем потери первых сеток в 2—3 раза больще, чем потери последних по ходу газа сеток. Меньщие потери первой сетки, по-видимому, связаны с меньшим нагревом ее по срав1нению с последующими сетками, а также накоплением на поверхности первой сетки примесей, приносимых в контактный аппарат газовой смесью. Если первые сетки по мере их износа заменять новыми и размещать их так, чтобы более изношенные сетки оказывались в комплекте последними, то потери каждой сетки будут примерно одинаковы. При увеличении напряжениости катализатора относительный износ сеток уменьшается. [c.66] Исследования потерь, проведенные с комплектом из трех сеток, показывают, что потери примерно соответствуют степени контактирования на каждой сетке. Отсюда можно сделать вывод перерождение поверхности непосредственно связано с процессом окисления аммиака. Поэтому потери являются функцией температуры и количества окисляемого на катализаторе аммиака. [c.66] Высокие потери катализатора при окислении аммиака под давлением объясняются главным образом более высокой температурой, чем в процессе при атмосферном давлении Потери платины контактными сетками зависят также от вибрации их под действием газового потока. При движении газа сверху рниз сетки располагаются на опорах (колосниках или решетках). В данном случае газовый поток и сила тяжести сеток действуют в одном направлении, благодаря этому сетки почти не подвергаются колебаниям и меньше разрушаются, чем при движении газа снизу вверх. [c.66] При движении газового потока снизу вверх потери платины вследствие деформации сеток возрастают с увеличением диаметра аппарата и составляют на 1 г азотной кислоты 26 мг при диаметре сеток 1,6 м 38 мг при диаметре сеток 2,15 м (по данным В. Ауэрбаха). [c.66] По исследованиям И. А. Фигуровского, уже на вторые сутки работы диаметр нитей платино-родиевых сеток вследствие образования на их поверхности наростов увеличивается с 90 до 113 л. Примененный им для исследования степени дисперсности платины седиментометрический метод анализа позволил обнаружить частицы платины размером от 2 ц (табл. 14). [c.67] Фигуровский установил также, что часть платины остается в азотной кислоте в коллоидном состоянии. Содержание такой платины составляет около 0,1 г/т НЫОз Для систем, работающих под давлением. [c.67] Указанные авторы считают, что, извлекая платину из аппаратуры и выделяя при фильтровании кислоты, можно без значительных затрат возвратить 33— 36% общих потерь платины на сетках. Улавливание остального количества платины обычными методами затруднено, так как дисперсность остающихся частиц близка к молекулярным размерам. [c.68] Различные предложения осаждать платину под действием силы тяжести или в электрофильтрах не нашли практического применения. На установках, работающих под давлением, осевшую из газов платину извлекают путем протирания аппаратуры и фильтрации конденсата, образовавшегося в холодильнике. Для этой цели ставят специальный фильтр, а в качестве фильтрующих материалов применяют стеклянную вату и фарфоровые шарики. [c.68] Замечено, что мелкие частицы платины могут оседать на металлах или сплавляться с ними. Этим следует объяснить, что, несмотря на большую скорость газового потока, платина обнаруживается в аппаратах и газоходах, установленных после контактного аппарата В литературе описаны способы улавливания платины золотом или серебром, нанесенными на керамические кольца, помещенные в контактный аппарат после сеток. При высоте слоя колец около 100 мм (размеры колец 15X15 мм) сплав с золотом содержал 6—12% платины, а улавливание платины достигало 54—59% но при этом потери золота составляли при 750° до 3 г, а при 650° до 1,1 г на 1 г уловленной платины. При применении посеребренных колец улавливание платины остается на таком же уровне, но потери серебра значительно больше. Так, при 750° потери серебра составляли 63,5 г, а при 650° 12 г на 1 г уловленной платины. Таким образом, при высоких температурах улавливание платины благородными металлами неэкономично. [c.68] Основные направления работ по уменьшению разрушения катализатора и по снижению потерь платины сводятся к изысканию стойких и активных сплавов платины, а также дешевых катализаторов, к снижению температуры контактирования и температуры подогрева газа и разработке способов извлечения платины, которая уносится газами и кислотой. [c.69] Для уменьшения потерь платины особенно важно определить допустимую продолжительность работы катализаторных сеток. Известно, что с увеличением продолжительности их работы наблюдается разрыхление поверхности катализатора и, наряду с возрастанием активности сеток, увеличение потерь платины (см. табл. 13, стр. 65). К концу работы сеток потери металла возрастают в несколько раз по сравнению с первоначальными. Поэтому, когда потери платины сильно возрастают,. необходимо сменить сетки и отправить изношенные сетки на переплавку. [c.69] Возможный срок службы сеток следует определять по степени их изношенности, ограничивая потери 20— 157о от первоначального веса сеток. Таким образом, общее время работы сеток определяется потерями катализатора и его н а п р я ж е нн о с т ь ю чем меньше потери катализатора, тем больше срок его службы. [c.69] Вернуться к основной статье