ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Потери катализатора и методы их уменьшения из "Технология азотной кислоты 1949" Основным признаком каталитического процесса является неизменяемость массы катализатора. Однако вследствие процессов, протекающих на поверхност катализатора при осуществлении реакций, происходит физическое изменение поверхности его, приводящее к разрушению сначала верхнего покрова, а затем и всей массы катализатора. Этот процесс структурного изменения катализатора идет параллельно с увеличением активной поверхности и приводит в конечном итоге к разрушению катализатора, частицы которого уносятся с газами. [c.48] Повышение температуры, благоприятно сказывающееся на увеличении скорости окисления аммиака, вместе с тем приводит к росту потерь платины. При этом, если в области пониженных температур повышение активности катализатора идет параллельно со степенью его разрушения, то при высоких температурах разрушение катализатора в значительной мере опережает рост его активности. [c.48] На рис. 7 приведены средние потери платины в зависимости от температуры контактирования. [c.48] При высокой температуре потери платино-палладиевого катализатора на 10% больше, чем платинового. Сетки из сплава платины и родия или платины и иридия более устойчивы, чем сетки из чистой платины, особенно в области высоких температур. Этим и объясняется их широкое применение в заводской практике. [c.48] Потери платиновых катализаторов особенно резко возрастают при повышении температуры контактного процесса сверх 920°. [c.48] Возрастаюш,ие потери катализатора при этих температурах уже не оправдываются теми преимуществами, которые определяются большой производительностью контактного аппарата. Если при 650° потери платины составляют 0,05—0,1 г на 1 г НЫОз, то при 900° потери уже составляют 0,25—0,30 г на 1 г НЫОз (давление 5—8 ата). Поэтому температура при окислении аммиака не должна превышать 920°, несмотря на возможность повышения скорости реакции при более высоких температурах. [c.49] Наши экспериментальные данные о распределении потерь платино-родиевых сеток (7% Rh), приведенные в табл. 13, относятся к температуре контактирования 880—900° и концентрации аммиака 10,5—11%. Начальный вес новых сеток колебался от 193 до 210 г, толщина нитей была равна 0,09 мм. Контактный агрегат работал под давлением 8 ата. [c.49] Исследования потерь, проведенные с тремя сетками в комплекте, показывают, что потери приблизительно соответствуют степени контактирования на каждой сетке. Из этих данных можно сделать вывод, что перерождение поверхности обусловливается непосредственно процессом окисления аммиака. Поэтому потери являются функцией температуры и количества окисляемого аммиака на катализаторе. [c.50] Потери платины контактными сетками зависят и от вибрации их под действием газового потока. При движении газа сверху вниз сетки располагаются на опорах (колосниках или решетках), и в этом случае газовый поток и сила тяжести сеток действуют в одном направлении, благодаря чему сетки почти не подвергаются колебаниям и меньше разрушаются, чем при движении газа снизу вверх. [c.50] Вероятно, на повышении потерь катализатора сказывается н температура подогрева аммначно- оздушноя смеси. При слабом подогреве газовой смеси катализатор разрушается в меньшей степени, чем при более сильном подогреве (при одинаковой температуре контактирования). Разогревание же катализатора протекает быстрее при более подогретой аммиачно-воздушной смеси. [c.51] По мере протекания реакции окисления аммиака поверхность платины перерождается, вследствие чего платина становится хрупкой и легко разрушимой. Поэтому большое количество ее уносится потоком газа в виде пыли. [c.51] По исследованиям Н. А. Фигуровского , уже на вторые сутки работы диаметр нитей платино-родиевых сеток вследствие образования на их поверхности наростов увеличивается с 90 до 113 . Примененный им для исследования степени дисперсности платины метод седиментометрического анализа позволил обнаружить частицы платины размером до (табл. 14). [c.51] Распределение потерь платины в системе, работающей под давлением, по исследованиям М. Т. Хайкина и А. Ф. Волкова , представлено ниже. [c.52] Авторы считают, что путем извлечения платины из аппаратуры и выделения ее фильтрованием 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.52] Различные предложения по осаждению платины под действием силы тяжести или в электрофильтрах не нащли практического применения. На установках, работающих под давлением, осевшую из газов платину извлекают вытиранием аппаратуры и фильтрацией конденсата, образовавшегося в холодильнике. Для этой цели ставят специальный фильтр, а в качестве фильтрующих материалов применяют стеклянную вату и фарфоровые шарики. [c.52] Замечено, что мелкие частички платины могут оседать на металлах или сплавляться с ними. Этим следует объяснить наличие платины в аппаратах и газоходах после контактного аппарата, несмотря на большую скорость газового потока. В литературе описаны способы улавливания платины золотом или серебром, нанесенными на керамиковые кольца, помещенные в контактный аппарат после сеток. При высоте слоя колец (размером 15X15 мм) около 100 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 такое же, но потери серебра значительно больше. Так, при 750° потери серебра составляли 63,5 г, а при 650° 12 г на 1 г уловленной платины. Как видно, при высоких температурах улавливание платины этим способом не экономично. [c.52] Особенно важным для уменьшения потерь платины является определение допустимого времени работы катализаторных сеток. Известно, что по мере продолжительности работы (см. табл. 13) увеличивается разрыхление поверхности катализатора и, наряду с возрастанием активности сеток, увеличиваются потери платины. К концу работы сеток потери металла возрастают, по сравнению с первоначальными, в несколько раз. Поэтому, когда потери платины сильно возрастают, необходимо сменить сетки и изношенные отправить на переплавку. [c.53] Сигал , исходя из практических данных, считает, что максимальная длительность работы платино-родиевых сеток должна определяться количеством окисленного на них аммиака. Так, при 800—850° срок службы трехслойной сетки ограничивается получением 1600—1500 кг HNO3 на 1 г сеток, а при 900—920° и под давлением 8 ата срок работы многослойных сеток ограничивается 1300—1400 кг HNO3 на 1 г сеток. [c.53] Вернуться к основной статье