Ванадиевые катализаторы для окисления диоксида серы

Рассчитать константу равновесия и равновесные концентрации окисления диоксида серы на ванадиевом катализаторе, если кислоро- [c.41]

Основные стадии процесса следующие получение диоксида серы в результате сжигания в топке сероводородного газа охлаждение полученного диоксида углерода в котле-утилизаторе с получением водяного пара окисление диоксида серы до триоксида в контактном аппарате, загруженном ванадиевым катализатором конденсация триоксида серы и паров воды с образованием серной кислоты улавливание тумана и капель серной кислоты в электрофильтре. Технологическая схема установки представлена на рис. ХП-5. [c.113]

Рис. 4.14. Профили температур (а) и степеней превращения (б) по длине слоя катализатора ддя обратимого процесса А В (окисление диоксида серы на ванадиевом катализаторе) в различные моменты времени.

Иваненко С. В. Различные механизмы и кинетика окисления диоксида серы на ванадиевых катализаторах. // Журнал прикладная химия. - 988.-61.-№9.-С. 1958-1964. [c.69]

Схема получения серной кислоты из сероводорода методом мокрого катализа представлена на рис. 50 [12]. Метод мокрого катализа получил свое название в связи с тем, что окисление диоксида серы на ванадиевом катализаторе проводят при значительном содержании в газе паров воды — около 7%. [c.137]

Механизм действия железного катализатора близок к механизму действия ванадиевого катализатора окисления диоксида серы (рис. 13.10) и представлен на рис. 14.9. [c.198]

В этой же работе рассмотрена дезактивация некоторых промышленных катализаторов ванадиевых катализаторов окисления диоксида серы в производстве серной кислоты, катализаторов синтеза аммиака, низкотемпературных и среднетемпературных катализаторов конверсии оксида углерода, катализаторов синтеза метанола, никелевых катализаторов для конверсии углеводородов с паром, никелевых катализаторов гидрирования органических соединений, скелетных никелевых катализаторов [c.249]

Скорость процесса окисления диоксида серы на ванадиевом катализаторе описывается уравнением [25] [c.284]

Распылительная сушилка для сушки пульпы ванадиевого катализатора окисления диоксида серы (рис. 96) имеет следуюш,ие характеристики [c.244]

Более широкие экспериментальные исследования по окислению диоксида серь на ванадиевом катализаторе, обезвреживанию отходящих газов от вредных примесей и сжиганию пропан-бутановых смесей на оксидных катализаторах, процессов синтеза аммиака, метанола и других показали эффективность использования способа с реверсом в технологии. На базе этих экспериментов уже внедрен в промышленность способ с реверсом реакционной смеси. Экспериментам предшествовало теоретическое предсказание принципиальной возможности осуществления и эффективности процесса с реверсом для обратимых экзотермических реакций. Численные расчеты по различным вариантам математической модели процесса позволили спланировать работы на опытно-промышленных установках и рассчитать характеристики этих промышленных агрегатов. [c.307]

Полученные теоретические выводы проверены экспериментально на примере реакции окисления диоксида серы на ванадиевом катализаторе [3]. Эксперименты проводились на смесях диоксида серы и осушенного воздуха (рис. 4.5). В реактор 1 загружалась промышленная контактная масса, изготовленная в виде колец с размерами [c.106]

Имеется предположение, что процесс окисления диоксида серы на ванадиевом катализаторе проходит циклически непрерывно чередуются стадии окисления ванадия кислородом и восстановления диоксидом серы. Критически обсудите описанный процесс. [c.263]

Окисление диоксида серы (1, 4, 5) в КС протекает в диапазоне температур 420—600°С на промотированных оксидами щелочных металлов ванадиевых катализаторах, нанесенных на прочный алюмосиликатный носитель. Процесс обратим и экзотер-мичен. Применение контактных аппаратов КС эффективно на первой стадии контактирования для переработки концентрированных запыленных газов, получаемых при обжиге сульфидных руд. Конструкции таких аппаратов представлены на рис. 5.11 и 5.12. [c.268]

Пример 5.1 (окисление диоксида серы в кипящем слое ванадиевого катализатора). Константа равновесия реакции окисления диоксида серы в интервале те мператур 663—923 К может быть вычислена с достаточной точностью по уравнениям [4] [c.283]

Гидродинамическая обстановка при окислении диоксида серы в КС характеризуется следующими параметрами размер зерен катализатора от 0,5 до 2,5 мм кажущаяся плотность ванадиевого катализатора 1350 кг/м линейная скорость газа 0,3—1,5 м/с высота слоя от 0,15 до 0,6 м плотность газовой смеси при рабочих температурах 400—600 °С 0,4—0,7 кг/м вязкость (3-ь4)-10 Па-с (в зависимости от температуры и состава реакционной смеси) [1]. При таких диапазонах изменений диаметра частиц, высот слоя и линейных скоростей газа расчет реактора окисления диоксида серы целесообразно проводить по двухфазной модели с полным перемешиванием в плотной фазе. Диффузионной составляющей межфазного массопереноса в выражении (5.24) для крупных частиц можно пренебречь. Тогда на основании материальных балансов (5.26), (5.27) и (5.23) для однополочного аппарата КС, на входе которого отсутствует 50з, уравнения модели примут вид [c.284]

Экспериментальные исследования по контактному окислению диоксида серы кислородом на ванадиевом катализаторе показали увеличение объемной скорости окисления при полной или частичной замене воздуха кислородом. Так, в случае окисления газовой смеси, содержащей 89.5% об. О2 и 10.5% об. ЗОг (т.е. при полной замене в традиционной реакционной смеси азота кислородом), скорость процесса увеличивается почти в 4 раза. Соответственно возрастает удельная производительность катализатора и появляется возможность значительно сократить его объем. [c.6]

В ряде случаев повышение температуры ограничивается термостойкостью катализатора или реагентов и продуктов реакции. Так, при окислении диоксида серы на ванадиевых катализаторах заж = 4004-420 °С, а самая высокая температура процесса составляет 600 °С. Дальнейшее повышение температуры приводит к постепенному огрублению структуры и падению активности катализатора. При окислении аммиака на железохромовых катализаторах верхний предел температуры ограничивается 750— 800 °С. При окислении аммиака на термостойком платиновом катализаторе возможно повышение температуры до 900 °С дальнейшее увеличение температуры приводит к прогрессивно возрастающей диссоциации аммиака и оксида азота. [c.39]

На рис. 101 показана ленточная сушилка для сушки гранулированных ванадиевых катализаторов ИК-1 и ИК-2, используемых для окисления диоксида серы. [c.250]

В качестве катализаторов контактного процесса применяется термически стойкая ванадиевая контактная масса (в виде гранул и колец) с пониженной температурой зажигания. На основании результатов теоретических и экспериментальных исследований процесса окисления ЗОг на ванадиевом катализаторе внесены существенные улучшения в методику расчета контактных аппаратов. Важным усоверщенствованием является освоение метода двойного контактирования, при котором обеспечивается высокая степень окисления диоксида серы на катализаторе (до 99,8%) и исключается необходимость в дополнительной санитарной очистке отходящих газов. [c.11]

Для сернистого газа, получаемого сжиганием серы или сероводорода, достижение максимального выхода триоксида серы при проведении каталитического окисления осуществляется путем увеличения числа слоев катализатора (до четырех, пяти).В пятислойном каталитическом реакторе степень превращения диоксида серы составляет 98 %. Степень окисления диоксида серы ограничена условиями равновесия реакции в температурном диапазоне работы ванадиевых катализаторов (4СЮ-600 °С) и ее увеличение наращиванием количества слоев катализатора более пяти экономически нецелесообразно, так как это связано с резким увеличением объема катализатора. [c.22]

Ванадиевые катализаторы для окисления диоксида серы [c.153]

Окисление диоксида серы в настоящее время проводят гетерогенно на ванадиевых катализаторах, которые к концу 30-х годов полностью вытеснили платиновые. [c.153]

Таким образом, кинетические закономерности достаточно сложны. Исследованию кинетики окисления диоксида серы на ванадиевых катализаторах посвящено большое число работ, в которых предложены различные уравнения для расчета массы катализатора, загружаемого в контактные аппараты [104—106, J08, 114]. [c.158]

В качестве катализаторов для реакции окисления диоксида серы, считающейся основной стадией производства серной кислоты контактным способом, применяют ванадиевые контактные массы. Целесообразность осуществления процесса в условиях кипящего слоя катализатора явилась причиной изыскания и создания износоустойчивого ванадиевого катализатора марки КС, Катализатор готовят путем пропитки исходного алюмосиликатного носителя водным раствором смеси солей метаванадата и сульфата калия, далее следуют сушка и термообработка при 650 °С. Свежеприготовленный катализатор КС содержит в среднем, % 205 — 8- 9 К2О—10-М2 АЬОз— 4-ь6 5162—74-Н76 и небольшое количество примесей. [c.122]

Как видно из приведенных результатов, резкое падение селективности процесса с увеличением времени контакта газовой смеси с катализатором и с ростом температуры наблюдается и для железо-окисного катализатора с удельной поверхностью 80 м /г. Из рис.4.51 видно, что кривая роста конверсии сероводорода с увеличением времени контакта является более крутой, чем для ванадиевого катализатора. Это можно объяснить более активной адсорбцией сероводорода на поверхности железоокисного катализатора. Более резкий спад селективности образования элементной серы на железоокисном катализаторе объясняется тем, что последовательная реакция окисления образующейся серы до диоксида серы начинает конкурировать с основной реакцией окисления сероводорода. Значение оптимального времени контакта лежит в пределах 0,4...0,8 с (рис. 4.51). При этом удается добиться 99%-ной суммарной конверсии сероводорода при 98%-НОЙ селективности процесса по элементной сере. [c.191]

Малеиновый и фталевый ангидриды, а также пиромеллитовый диангидрид получают газофазным окислением кислородом воздуха соответствующих ароматических углеводородов на ванадиевых катализаторах как чистых, так и нанесенных на твердые носители и модифицированных различными активирующими добавками. Особенно часто используют ванадий-калий-сульфатно-силикагелевый катализатор. В промышленности реализованы методы активации его озоном и диоксидом серы. [c.258]

Активный компонент ванадиевых катализаторов окисления диоксида серы на основе Уз05 находится в виде жидкой пленки на поверхности носителя. Содержание 205 в этих катализаторах составляет 6-9% (масс.). Толщина жидкой пленки, при которой обеспечивается полное использование активного компонента, определенная экспериментально, равна 160 А при 420 С [117] и 2000 А при 485 С [118]. При плотности материала катализатора "Уии = 2,4 г/смЗ из (2.126) находим, что удельная поверхность должна составлять не менее 0,4 м /г, а средний радиус пор-не более 10000 А, что обеспечивает молекулярный характер диффузии в них. Вследствие этого переход в бидисперсной структуре не целесообразен, поскольку условие (2.127) не выполняется [23]. Значение активности (константы скорости к асс) получено [c.81]

В работе [1] изучалось влияние вынужденных колебаний концентраций на входе в реактор, где протекал процесс окисления диоксида серы на ванадиевом катализаторе. В процессе опытов циклически изменяли соотношение реагентов ЗОг/Ог вокруг средней величины, равной 0,6. Минимальное отношение концентраций ЗОгЛЗг равнялось 0,2, а максимальное — 1. Была получена экстремальная зависимость средней за период с скорости реакции от величины периода, причем максимум приходился на = 4—5 ч и величину отношения ЗОг/Ог = 0,3—0,4. Температура смеси на входе в реактор составляла 405°С. Опыты проводились при малых степенях превращения и вдали от равновесных режимов. Оценки скорости процессов, протекающих в этой системе, показали, что характерные времена протекания переходных режимов в каталитическом цикле значительно меньше длительности периодов, при которых наблюдалось заметное увеличение скорости химического превращения. Объяснение этого факта, по-видимому, надо искать в том, что, как уже обсуждалось в гл. 1, в области низких температур значительная часть ванадия находится в неактивной четырехвалентной форме, Характерные времена переходных режимов изменения концентрации связанные с кристаллизацией и ра- [c.31]

Для каталитических процессов порядок реакции почти всегда ниже, чем их стехиометрия по химическому уравнению. Так, при некаталитическом окислении диоксида серы 2S02 + 02 2S0a порядок реакции п = 3 при окислении же на катализаторах в зависимости от их активности порядок реакции п снижается по мере повышения активности катализатора. По данным Г. К. Борескова, для мало активного окисножелезного катализатора п = 2,5, для более активного ванадиевого га=1,8 и для самого активного платинового п=. Однако катализаторы не влияют на состояние равновесия и константа равновесия для каталитического процесса соответствует стехиометрии гомогенной некаталитической реакции, поэтому [c.45]

Серу загружают в ванну плавления 5, которая обогревается паром 0,6 МПа. Расплавленную серу насосом подают в печь сжигания 4, в которой она частично испаряется в барботирую-щий поток воздуха, подогретый в электрокалорифере 3. Смесь воздуха с серой зажигается, причем горение происходит прн добавлении воздуха в таком количестве, чтобы на выходе из лечи концентрация диоксида серы в печном газе была 7— 8% (об.). Температура газа при этом составляет 650—700°С, понижение ее до 450 °С, которое осуществляется в холодильнике 6, необходимо для оптимального ведения дальнейшего процесса окисления диоксида серы в триоксид. Многослойный контактный аппарат 7 заполнен ванадиевым катализатором (типа СВД, СВС, СВНТ) и имеет промежуточные теплообменники для отвода реакционного тепла. Перед последними слоями катализатора обычно добавляется свежий холодный воздух. Конверсия диоксида серы составляет 98%. После этого контактный газ, являющийся сульфируют,нм агентом, охлаждается и подается в пленочный сульфуратор 12. [c.336]

Контактная масса БАВ до насыщения — белого или слегка розового цвета, она имеет примерно следующий состав Уг05-12 8102-0,5 АЬОз-2 КгО-З ВаО-2 КС1. Влажность массы БАВ около 15%. Насыпная плотность гранулированного катализатора БАВ равна 480 г/л. В сухой массе содержится 8,0 масс. % ванадия в пересчете на УгОз. После обработки ванадиевой массы диоксидом серы катализатор приобретает желтую окраску и его насыпная плотность возрастает до 650 г/л. Изменение окраски и увеличение насыпной плотности катализатора объясняются тем, что на нем происходит окисление 80г до 80з, который поглощается контактной массой. В результате образуются поливанадаты или свободная УгОз и выделяется хлор. [c.145]

При обычных условиях непосредственное соединение диоксида серы с кислородом происходит очень медленно. Поэтому триоксид серы получают окислением диоксида серы кислородом в присутствии катализаторов, которыми служат мелкораздробленная платина, ванадиевый ангидрид V2O5, ванадат серебра AgVOa при повышенной температуре, равной 450 °С [c.300]

Особенности эксплуатации контактного узла. При окислении диоксида серы отходящих сернистых газов в контактный аппарат попадают примеси, отравляющие ванадиевый катализатор. В контактных массах во всех слоях обнаруживают мышьяк, фтор, селен, ртуть, сульфаты и окислы цинка, свинца, меди, кадмия, железа. Механизм воздействия на катализатор мышьяка и фтора такой же, как и при окислении газов от обжига колчедана. Сульфаты и окислы цинка и меди снижают активность катализаторов, образуя двойные соли типа Ме504-Н2504. Примеси газа также механически экранируют поверхность зерен катализатора при их адсорбции, капиллярной конденсации или осаждения в порах, затрудняя доступ реагирующих веществ к активным центрам. [c.291]

Применение серы вместо флотационного колчедана существенно упрощает процесс, так как диоксид серы практически не содержит примесей. Перед подачей в печь серу плавят и подают в печь через форсунку. Сера испаряется и сгорает в газовой фазе. Процесс проводят в избытке воздуха при этом обжиговый газ содержит около 12% ЗОг. Температура горения серы в воздухе 1240°С. Окисление диоксида серы в триоксид протекает при 450—600 °С в присутствии катализаторов — платины и пентоксида ванадия, содержащего некоторые добавки, которые повышают активность катализатора, его термическую и механическую иричность. Более активным катализатором является платина, )1иако ванадиевые катализаторы имеют более низкую стоимость. Сильным ядом для катализатора являются оксиды мышьяка, так как отравление триоксидом мышьяка необратимо, а пентоксид мышьяка, накапливаясь на катализаторе, заметно снижает его активность. Поэтому газ нужно очищать от мышьяковистых соединений. [c.259]

Ванадиевая контактная масса представляет собой пористую основу, на которую нанесено активное комплексное соединение, содержащее пентоксид ванадия. Точные данные о составе веществ, образующихся в ванадиевой контактной массе, отсутствуют. Не установлен полностью также механизм окисления 50г на этом катализаторе. Существует несколько теорий этого сложного процесса. Рассмотрим одну из них, разработанную на основе результатов многочисленных исследований плавкости соединений, составляющих ванадиевую контактную массу, рентгеноструктурного анализа этих соединений и определения активности контактных масс различного состава. Согласно этой теории, активным комплексом в ванадиевой контактной массе является соединение оксида с пиросульфатом калия УгОз-КзЗгО , которое при температуре процесса (выше 380°С) находится в виде расплава на поверхности пористого носителя. Диоксид серы и кислород, сорбируемые поверхностью катализатора и растворенные в расплаве, взаимодействуют с пентоксидом ванадия [c.144]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология