Азот, его соединения: ...получение путем каталитического окисления аммиака – C01B 21/26

Изобретение может быть использовано в каталитических процессах окисления аммиака до азотной или синильной кислот и гидроксламинсульфата.

Способ каталитического окисления аммиака включает пропускание аммиачно-воздушной смеси через двухступенчатый катализаторный пакет промышленного агрегата, содержащего пакет катализатора платиноидных сеток первой ступени окисления, катализатор второй ступени окисления, представляющий собой пакет сеток из нержавеющей стали с диаметром нити 0,10-0,30 мм с нанесенной на поверхность платиной, и устанавленный вплотную к пакету катализатора первой ступени окисления, а также уловитель платины, содержащий пакет из 3-5 тканых сеток палладий содержащего компонента, выбранного из ряда: PdW (95/5); Pd/Ni (95/5).

Изобретение позволяет уменьшить вложения платиноидов при сохранении высокой степени конверсии аммиака, снизить уровень безвозвратных потерь платиноидов и величину проскока аммиака до менее 0,15%. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к способу проведения каталитических экзотермических газофазных реакций и реактору для его осуществления. Реактор включает, если смотреть в направлении потока сырьевого газа, входную зону (1), реакционную зону (2), содержащую по меньшей мере один катализатор (4), и зону выхода (3) продуктового газа. Реактор в области входной зоны (1) или входной зоны (1) и реакционной зоны (2) имеет средство в виде изолирующей оболочки (6) и/или устройство для переноса охлаждающей среды, которые снижают перенос тепла от реакционной зоны (2) во входную зону (1) и тем самым уменьшают риск преждевременного воспламенения использующейся сырьевой газовой смеси или риск протекания нежелательных побочных реакций во входной зоне (1). Внутренние стенки реактора в области входной зоны (1) или в области входной зоны (1) и реакционной зоны (2) состоят из инертного материала. Реактор можно применять, в частности, для окисления аммиака, например, в установках получения азотной кислоты, где предпочтительно используются катализаторы на основе переходных металлов, выполненные в форме сот, имеющие меньшее поперечное сечение, чем обычно использующиеся платиновые сетки. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл., 8 пр.

Изобретение относится к катализаторам и процессам окисления аммиака. Описан катализатор для окисления аммиака до NO и NO₂ и разложения N₂O для использования в качестве второй ступени двухступенчатой каталитической системы, сформированной различными способами, в том числе в комплекте с платиноидными сетками, улавливающими сетками и/или инертными насадками, в условиях процесса Оствальда при 800-920°С и давлении 1-9 бар, в том числе в условиях с проскоком аммиака, представляющий собой блочный носитель сотовой структуры, содержащий оксид алюминия или церия, или циркония, или титана, с нанесенным активным компонентом, при этом носитель имеет открытые транспортные поры размером 300-2000 Å, причем объем таких пор не ниже 0,25 см³/г, активный компонент имеет состав La _yM¹ _1-xM² _xO_z, где М¹ выбирается из группы, состоящей из Fe, Mn, Со; М² - Со, Cu, Ni, Zn, Mg; х=0÷0.4, y=0÷0.99, z=2÷4. Описан способ приготовления катализатора смешением порошка оксида алюминия или церия, или циркония, или титана с характерным размером частиц от 5 до 100 мкм с любым из традиционно использующихся неорганических связующих на основе оксида алюминия, водой, кислотой, пластифицирующими и высокотемпературными выгорающими добавками, а активный компонент наносят на носитель методом пропитки водными растворами, содержащими полимеризованные сложноэфирные предшественники активного компонента. Описан процесс окисления аммиака в условиях процесса Оствальда при 800÷920°С и давлении 1÷9 бар, в том числе в условиях с проскоком аммиака, с использованием описанного выше катализатора. Технический эффект - создание активного и термически стабильного катализатора окисления аммиака и разложения закиси азота в условиях процесса Оствальда в интервале температур 800-1000°С и давлений 0.9÷9 бар. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 табл., 1 ил.

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в производстве блочных катализаторов. Описан способ термообработки блочного катализатора сотовой структуры на основе оксида железа, характеризующийся тем, что термообработку блоков проводят ступенчато, а именно: сначала блоки сушат при температуре 20-25°С в течение не менее 120 ч, затем воздушно-сухие блоки подвергают предварительному ступенчатому прокаливанию: при подъеме температуры до 100-110°С со скоростью 5-7°С/ч блоки выдерживают при температуре 100-110°С в течение не менее 10 ч; при подъеме температуры до 250-270°С со скоростью 30-35°С/ч блоки выдерживают при температуре 250-270°С не менее 6 ч; при подъеме температуры до 400-410°С со скоростью 50-55°С/ч блоки выдерживают при температуре 400-410°С не менее 6 ч; затем поднимают температуру до 950-970°С со скоростью 50-60°С/ч и выдерживают блоки при температуре 950-970°С в течение не менее 10 ч. Технический результат - предложенный способ термообработки позволяет получать прочные и устойчивые к термоциклам блочные катализаторы.

Изобретение относится к пакету катализаторных сеток для конверсии аммиака в газовой смеси, содержащей кислород, выполненных из сплавов платиноидов, и может быть использовано в агрегатах азотной и синильной кислот, а также гидроксиламинсульфата. Пакет катализаторных сеток для конверсии аммиака в газовой смеси, содержащей кислород, включает слои сеток из сплавов платиноидов с пониженной 70-85% и с повышенной 90-95% концентрацией платины, отличающийся тем, что пакет состоит из трех слоев, причем первый слой по ходу газовой смеси включает сетки из сплава с пониженной концентрацией платины, количество которых составляет 1/6-1/3 от общего числа сеток в пакете, второй слой имеет сетки из сплава с повышенной концентрацией платины в количестве 1/3-2/3 от общего числа сеток в пакете и третий слой включает сетки из сплава с пониженной и/или с повышенной концентрацией платины. Изобретение позволяет уменьшить массу платиноидов, входящих в состав пакета катализаторных сеток и их потерь в процессе эксплуатации пакета без снижения степени конверсии аммиака до целевого продукта. 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.

Изобретение относится к катализаторам для процесса окисления аммиака в производстве слабой азотной кислоты. Описаны катализатор конверсии аммиака в оксид азота (II) блочной сотовой структуры, имеющий форму прямоугольной призмы или наклонной призмы с углом наклона 0-45°С, с коэффициентом термического расширения в интервале 10^-7-10^-5 К^-1 в области температур до 900°С, на основе смешанных оксидов, представляющий собой смешанные оксиды общей формулы:

xMe₁O·yMe₂O·(1-x-y)(2MgO·(2-z)Al ₂O₃·(5+z)SiO₂),

где x=0,03-0,25; y=0.01-0.1; z=0-2; Me₁ - активный компонент; Ме₂ - структурный промотор, и способ каталитической конверсии аммиака, включающий пропускание реакционной газовой смеси, содержащей аммиак и кислородосодержащий газ, через двухступенчатую каталитическую систему, сформированную различными способами, в том числе в комплекте с улавливающими платиноидными сетками и/или инертными насадками, во второй ступени используют заявленный катализатор. Технический эффект - катализатор обладает высокой активностью, селективностью и устойчивостью к термоциклам при использовании его в двухступенчатой системе. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 табл.

Способ окисления аммиака, включая процесс Андрусова, заключающийся в том, что исходный газ проходит над катализатором первой ступени окисления аммиака, содержащим в качестве катализатора металл платиновой группы с высокой площадью поверхности, с достижением конверсии аммиака от 20 до 99% и получением продукта первой стадии, содержащего оксиды азота, кислород и непрореагировавший аммиак, а затем продукт первой стадии проходит над катализатором второй ступени окисления аммиака, причем катализатор второй ступени эффективен также в качестве катализатора разложения N₂ O, с получением продукта второй стадии, содержащего незначительное количество непрореагировавшего аммиака и менее чем 500 ч/млн N₂O. Процесс проводят при температуре от 700 до 1000°С. Предложена также загрузка катализатора, предназначенная для осуществления указанного выше способа. В предпочтительных вариантах осуществления можно наблюдать низкий уровень образования закиси азота и увеличение срока службы. Способ позволяет достичь высокой степени конверсии аммиака с низким образованием N₂O, улучшить работу при пуске и остановке, снизить потребление металлов платиновой группы и повысить срок службы катализатора. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к производству азотной кислоты и касается катализатора для окисления аммиака. Описан катализатор для окисления аммиака представляющий собой сплав, содержащий платину, палладий, родий, рутений и примеси, отличающийся тем, что он имеет следующий состав (вес.%): палладий 40-90, родий и/или рутений до 1,0, иридий до 2,0, примеси до 0,15, платина - остальное. Технический результат - увеличение прочности сплава, уменьшение потерь на протяжении всего пробега катализатора. 1 табл.

Изобретение относится к способу получения пористых веществ на подложке для каталитических применений, к способу получения пористых катализаторов для разложения N₂ O и их применению для разложения N₂O, окисления аммиака и реформинга метана с водяным паром. Описан способ получения пористых веществ на подложке для каталитических применений, в котором один или более растворимый(х) предшественник(ов) металла активной фазы добавляют к суспензии, состоящей из нерастворимой фазы подложки в воде или органическом растворителе, суспензию подвергают мокрому измельчению для уменьшения размера частиц фазы подложки до меньше 50 мкм, добавляют добавки, способствующие обработке до или после измельчения, добавляют порообразующее вещество и суспензию, вязкость которой поддерживают при 100-5000 сП, подвергают распылительной сушке, прессуют и подвергают термической обработке для удаления порообразующего вещества и спекают. Описан также способ получения пористых катализаторов на подложке для разложения N₂O, в котором растворимый предшественник кобальта добавляют к суспензии оксида церия, и добавок, способствующих обработке, в воде, суспензию измельчают до размера частиц меньше 10 мкм, добавляют порообразующее вещество, вязкость регулируют до примерно 1000 сП перед тем, как суспензию подвергают распылительной сушке с последующим прессованием, удаляют порообразующее вещество и продукт спекают. Описаны применения полученных выше веществ в качестве катализаторов для разложения N₂ O, окисления аммиака и реформинга метана с водяным паром. Технический эффект - получение катализаторов с однородным распределением активной фазы и равномерной и регулируемой пористостью для оптимизации характеристик в каталитических применениях. 6 н. и 11 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к каталитическим элементам, включающим керамический контакт регулярной сотовой структуры для гетерогенных высокотемпературных реакций, например для конверсии аммиака, и может быть использовано в производствах азотной, синильной кислот, гидроксиламинсульфата.

Описан каталитический элемент для гетерогенных высокотемпературных реакций, включающий двухступенчатую каталитическую систему, состоящую из керамического контакта регулярной сотовой структуры, выполненного в виде по крайней мере одного слоя из отдельных призм с сотовыми каналами, соединенных боковыми гранями с зазором, и платиноидных сеток, при этом отношение диаметра единичного сотового канала к диаметру проволоки, из которой выполнены платиноидные сетки, имеет значение менее 20.

Техническим результатом заявленного решения является повышение степени конверсии в высокотемпературных гетерогенных реакциях, увеличение степени улавливания платины и срока службы платиноидных сеток. 6 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к применению катализатора для разложения N₂O в условиях процесса Оствальда, в котором применяется катализатор. Описано применение катализатора для разложения N₂O в условиях процесса Оствальда при 750-1000°С и 0,9-15 бар, где катализатор содержит А - носитель, который состоит из альфа-Al₂ О₃, ZrO₂, CeO ₂ или их смеси, и В - нанесенное на носитель покрытие из родия или оксида родия или смешанного Pd-Rh катализатора. Описано также устройство для разложения N₂O в условиях процесса Оствальда, в котором применяется описанный выше катализатор, который расположен последовательно после сеток катализатора по направлению потока для окисления NH₃. Технический эффект - повышение активности катализатора. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к производству азотной кислоты, азотных удобрений, синильной кислоты, нитритов и нитратов, и другим производствам химических продуктов, где технологическая схема производства включает каталитическую конверсию аммиака до оксидов азота с использованием платиноидных сеточных катализаторов. Платиноидный сеточный катализатор, сформированный в виде каталитического пакета из послойно уложенных проволочных каталитических сеток, сотканных из проволок диаметром 0,06-0,1 мм, состоящих из сплавов платины с родием, палладием, рутением и другими металлами платиновой группы, отличается тем, что каталитический пакет состоит из двух различных по геометрии плетения типов сеток, последовательно чередующихся по высоте пакета, при этом геометрия плетения первого типа каталитических сеток характеризуется числом переплетений проволок на 1 см² в интервале 1024-450, а геометрия плетения второго типа каталитических сеток характеризуется числом переплетений проволок на 1 см ² в интервале 400-200. В результате достигается увеличение конверсии аммиака и уменьшение вложения платиноидов в сеточный катализатор в процессах, включающих в технологической схеме производства химических продуктов каталитическую конверсию аммиака. 1 ил.

Изобретение относится к технологии производства азотной кислоты и может быть использовано для повышения производительности установок по производству неконцентрированной азотной кислоты под давлением. Сущность изобретения заключается в создании избыточного давления на всасе воздушного компрессора путем предварительного сжатия атмосферного воздуха в высоконапорном вентиляторе, причем тепло сжатия в теплое время года отводят непосредственным контактом с водой на всасе вентилятора, а в холодное используют для нагрева, полностью или частично исключая нагрев воздуха в подогревателе, устанавливаемом для предотвращения обледенения направляющего аппарата воздушного компрессора. На предприятиях с высокой запыленностью воздуха пылью или химическими загрязнениями для контактного охлаждения воздуха водой можно применять скрубберы-промыватели, которые сочетают функции охладителя воздуха и очистного устройства. Способ эффективен для действующих установок, в которых вследствие износа проточной части воздушных компрессоров и газовых турбин снижается не только производительность, но и давление в системе и, как следствие, концентрация азотной кислоты. Способ позволяет осуществлять интенсификацию установок на существующем оборудовании вследствие повышения давления в системе. Концентрация азотной кислоты не снижается, степень очистки хвостовых газов сохраняется. Достигается снижение себестоимости продукции и снижение удельных затрат водяного пара, природного газа. 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 ил.

Изобретение относится к опорной системе для каталитических решеток в горелке для окисления аммиака и к способу уменьшения движения макрочастиц керамического материала, вызванного тепловым расширением. Опорная система состоит из каталитических решеток (1) и, возможно, опорных сит (2), которые поддерживаются керамическими наполнителями, заключенными в корзину горелки с металлическими стенами и перфорированным дном. К металлической стене (4) и/или наружной части периферии днища (5) прикреплена опорная структура (9). Результат изобретения: разработка опорной структуры, не вызывающей повреждение пакета из катализатора во время работы горелки и разработка системы, предотвращающей движение макрочастиц керамического материала, 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

Изобретение относится к процессам конверсии аммиака на двухступенчатой каталитической системе и может найти применение в производстве азотной и синильной кислот, а также гидроксиламинсульфата. Описан способ каталитической конверсии аммиака, заключающийся в пропускании газовой аммиак- и кислородсодержащей смеси через двухступенчатую каталитическую систему, в которой первой по ходу смеси ступенью является пакет проволочных каталитических сеток, а второй ступенью - один либо несколько слоев блочного сотового материала, отношение величины гидравлического сопротивления второй ступени к величине гидравлического сопротивления первой ступени составляет более 4, а ступени каталитической системы располагают одну от другой на расстоянии, составляющем не более 10 и преимущественно 0,5-2 эффективной толщины стенки канала блока , исчисляемой по формуле =2(S/( n))^l/2·(1- ^1/2), где S - площадь поперечного сечения сотового блока, n - количество каналов в блоке и - открытая поверхность блока, посредством размещения между ними дистанционирующего слоя газопроницаемого химически инертного материала, обладающего коэффициентом гидравлического сопротивления, меньшим 100, причем гидравлическое сопротивление второй ступени исчисляют как суммарное значение гидравлических сопротивлений сотового и дистанционирующего слоев. Технический результат - высокий выход целевых продуктов. 3 з.п. ф-лы.

Предложен способ инициирования реакции конверсии аммиака на сетчатом платиноидном катализаторе при пропускании сквозь него газовой смеси, содержащей аммиак и кислородсодержащий газ, в котором периодически нагревают локальные участки поверхности катализатора до температуры инициирования реакции с использованием линейных электронагревательных элементов, расположенных непосредственно на поверхности катализатора. В предложенном способе периодически нагревают локальные участки поверхности катализатора, эквивалентный диаметр которых выбирают в интервале 1-5 от величины наружного эквивалентного диаметра отдельного электронагревательного элемента, и при нагреве локальных участков поверхности катализатора линейные электронагревательные элементы подключают к источнику электроэнергии с длительностью периода подключения, который выбирают в соответствующих пределах от 20 до 1 с. В качестве материала сетчатого платиноидного катализатора используют сплавы Pt - 81, Pd - 15, Rh - 3,5 и Ru - 0,5 мас.%; Pt - 92,5, Pd - 4,0 и Rh - 3,5 мас.%; Pt - 95 и Rh - 5 мас.%; Pt - 92,5 и Rh - 7,5 мас.%. Инициирование реакции конверсии аммиака по предлагаемому способу осуществляют в реакторах установок по производству азотной, синильной кислот и гидроксиламинсульфата. Технический результат состоит в снижении периода времени инициирования реакции конверсии аммиака на всей поверхности сетчатого платиноидного катализатора и снижении взрывоопасности процесса. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к катализаторам и процессам окисления аммиака в производстве слабой азотной кислоты. Описаны катализатор конверсии аммиака на основе смешанных оксидов блочной структуры и способ окисления аммиака в производстве слабой азотной кислоты. Катализатор представляет собой смешанные оксиды общей формулы (А_хВ_уО_3z)_k (M _mO_n)_f, (N_wP_g O_v)_r, где А - катион Са, Sr, Ba, Mg, Be, Ln или их смеси; В - катионы Mn, Fe, Ni, Co, Cr, Cu, V, Al или их смеси; х=0-2, у=1-2, z=0,8-1,7; M-Al, Si, Zr, Cr, Ln, Mn, Fe, Co, Cu, V, Ca, Sr, Ba, Mg, Be или их смеси; m=1-3, n=1-2; N-Ti, Al, Si, Zr, Ca, Mg, Ln, W, Mo или их смеси, Р - фосфор, О - кислород; w=0-2, g=0-2, v=1-3; k, f и r - мас.%, при отношении (k+f)/r=0-1, f/r=0-1, k/f=0-100. Катализатор предназначен для использования в составе двухступенчатой каталитической системы, сформированной различными способами, в том числе в комплекте с улавливающими платиноидными сетками и/или инертными насадками. Технический результат - катализатор обладает высокой активностью, селективностью и устойчивостью к термоциклам для использования его в двухступенчатой каталитической системе с уменьшенной загрузкой платиноидных сеток. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к производству азотной кислоты, получаемой окислением аммиака кислородом воздуха и абсорбцией оксидов азота водой в агрегатах с единым давлением на стадиях окисления аммиака и абсорбции оксидов азота. Способ производства азотной кислоты в агрегатах с единым давлением на стадиях окисления аммиака и поглощения оксидов азота состоит в том, что сжатие воздуха до единого конечного давления осуществляют непрерывно за одну ступень без промежуточного охлаждения, после чего сжатый и тем самым нагретый воздух делят на два потока, один из которых, предназначенный для получения азотной кислоты, направляют на охлаждение и далее смешивают с аммиаком, а другой - подают непосредственно в камеру сгорания топлива, связанную с рекуперационной турбиной. Конструктивное решение агрегата для производства азотной кислоты обеспечивает использование в газотурбинной установке в качестве компрессора для сжатия воздуха осевого компрессора, установленного непосредственно на одном валу с рекуперационной турбиной, у которого на выходе из компрессора линия потока сжатого воздуха разделена на две части, одна из которых, предназначенная для получения азотной кислоты, связана сначала с охладителем сжатого воздуха и затем со смесителем аммиака с воздухом, а вторая, предназначенная для сжигания топлива, непосредственно с камерой сгорания рекуперационной турбины. Кроме того, в качестве охладителя сжатого воздуха использован "кипящий" экономайзер, соединяемый с линией питательной воды для котла-утилизатора и с паросборником котла-утилизатора линией пароводяной смеси, а также линия воздуха, предназначенная для получения азотной кислоты, соединена с продувочной колонной азотной кислоты через подогреватель аммиака. Технический результат заключается в упрощении способа, снижении капиталовложений и удельного расхода топлива. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройству и способу удаления N₂О при производстве азотной кислоты. Устройство расположено за теплообменником после сжигания аммиака и перед абсорбционной колонной и включает катализатор, который в основном содержит один или более загруженных железом цеолитов, при этом цеолиты, содержащиеся в катализаторе, выбраны из группы MFI, BEA, FER, MOR и/или MEL. В качестве катализатора в основном использован загруженный железом цеолит типа ZSM-5. При осуществлении способа реакционный газ имеет температуру от 350 до 600С, содержание NO_х в реакционном газе составляет от 3 до 17 об.%, содержание водяных паров в реакционном газе составляет от 10 до 20 об.% и пропускают реакционный газ над катализатором с объемной скоростью от 2000 до 200000 ч^-1. Достигается высокая степень разложения N₂О, несмотря на высокое содержание воды, без потери активности катализатора. 2 с. и 11 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.