платиноидный катализатор

Формула изобретения

Платиноидный катализатор для окисления аммиака, состоящий из пакета сеток, отличающийся тем, что последними по ходу газа в диапазоне температур 933-1473 К установлены сетки с плетением 1024-4900 штук на 1 см².

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству азотной кислоты и касается устройства платиноидного катализатора для окисления аммиака.

Известны платиноидные катализаторы для окисления аммиака, выполненные в виде сеток с различным числом плетений на 1 см², изготовленных из различных сплавов, основой которых являются металлы платиновой группы. Сетки собираются в пакет, состоящий из различного их числа. Количество сеток зависит от принятого технологического режима окисления аммиака и увеличивается с увеличением давления и скорости проведения реакции окисления.

В практике иногда используют сетки с очень большим числом плетений 2500-4900 штук на 1 см² (см. Атрощенко, Каргин, "Технология азотной кислоты". М, ГНТИХЛ, 1962, стр.37), но распространения пакеты, собранные из таких сеток, не получили, так как, несмотря на большую активную поверхность, они не обеспечивали увеличения конверсии, а уменьшение свободной площади приводило к увеличению скорости прохождения газа, что отрицательно сказывается как на конверсии, так и на потерях платиноидов.

Прототипом предлагаемого (чисто) платиноидного катализатора является пакет, состоящий из сеток с количеством плетений 1024 шт. на 1 см² (см. Караваев М. М. "Каталитическое окисление аммиака". Химия, М, 1983, стр.41,55), как наиболее оптимального из известных.

В основу изобретения поставлена задача создать такой платиноидный катализатор, состоящий из пакета сеток, который при одних и тех же удельных вложениях платины приводил бы к увеличению конверсии аммиака.

Для решения этой задачи в платиноидном катализаторе, состоящем из пакета сеток, последними по ходу газа, в диапазоне его температур 933-1473^oК, устанавливаются сетки с плетением 1024-4900 шт. на 1 см².

Авторами были произведены исследования, которые показали, что при температуре газа перед сеткой 933-1473^oК конверсия не увеличивается и даже снижается. Предположительно это вызвано вхождением газа в зону воспламенения.

Исходя из этих новых знаний возникает необходимость установки таких сеток в указанном температурном диапазоне, которые бы имели минимальный свободный объем для уменьшения возможности прохождения реакции не на поверхности катализатора и обеспечивали большую скорость прохождения этой зоны пакета в которой конверсия снижается. Этим условиям удовлетворят сетки с плетением более 1024 пл/см².

Сетки с плетением более 4900 пл/см² изготовить невозможно. Температуры выше 1473^oК в производстве не используются.

Дополнительно авторами были проведены исследования, которые показали увеличение степени конверсии по сравнению с пакетом, состоящего из сеток с одинаковым числом плетений.

На чертеже изображено устройство платиноидного катализатора, состоящего из сеток 1 с плетением 1024 и менее штук на 1 см², установленных первыми по ходу газа и сеток 2 с плетением 1024-4900 пл/см², установленных вторыми по ходу газа.

Устройство работает следующим образом. Газ проходя последовательно каждую сетку 1 нагревается до температур 933^oК и далее через сетки с плетением 1024-4900 штук/см². За счет уменьшения свободной от катализатора площади скорость газа возрастает и время пребывания газа в этой зоне уменьшается, а значит меньшее кол-во аммиака сгорит до азота. В то же время увеличение активной поверхности катализатора приводит к увеличению конверсии.

Примеры конкретного осуществления сведены в таблицу.

Из примеров видно, что использование платиноидного катализатора, состоящего из сеток с одним числом плетений значительно уступает платиноидному катализатору, состоящему из сеток вторыми по ходу газа установлены сетки с плетением более 1024 пл/см².