хромсодержащий катализатор и способ его получения (варианты)

Формула изобретения

1. Хромсодержащий катализатор для окисления органических соединений, водорода и оксида углерода в газовых выбросах, включающий соединения хрома, промотор, оксид алюминия, отличающийся тем, что катализатор содержит дополнительно по крайней мере одно соединение элемента из группы: кремний, магний, барий, натрий, калий, железо, кальций, церий, цирконий, титан в количестве 0,01-45 мас.%, в качестве промотора катализатор содержит по крайней мере одно соединение металла, выбранного из группы: кобальт, никель, железо, марганец, медь, ванадий в количестве 5-20 маc.%, хром в катализаторе находится в степени окисления Сr³⁺, Сr⁶⁺, причем содержание Сr⁶⁺ составляет не более 1 маc.% и катализатор имеет следующий состав (в пересчете на оксиды), маc.%:

Оксид хрома - 5-20

В том числе Сr⁶⁺ - Не более 1

Промотор - по крайней мере одно соединение металла из группы: кобальт, никель, железо, марганец, медь, ванадий - 5-20

По крайней мере одно соединение элемента из группы: кремний, магний, барий, натрий, калий, железо, кальций, церий, цирконий, титан - 0,01-45

Оксид алюминия - Остальное

2. Катализатор по п.1, отличающийся тем, что имеет следующий состав (в пересчете на оксиды), маc.%:

Оксид хрома - 6-10

В том числе Сr⁶⁺ - Не более 510^-3

Оксид кобальта - 9-13

Оксид кремния - 20-45

Оксид алюминия - Остальное

3. Катализатор по п.1 или 2, отличающийся тем, что предшественником оксида алюминия является продукт, полученный быстрой дегидратацией тригидроксида алюминия и имеющий состав Аl₂О₃n Н₂О, где n=0,03-2,0, и содержащий от 0,01 до 2,0 маc.% по крайней мере одно соединение элемента из группы: натрий, калий, железо, кремний.

4. Способ получения хромсодержащего катализатора для окисления органических соединений, водорода и оксида углерода в газовых выбросах путем смешения компонентов, содержащих соединения хрома, промотора с гидроксидом алюминия с последующим формованием, сушкой, прокаливанием, отличающийся тем, что гидроксид алюминия смешивают по крайней мере с одним соединением элемента из группы: кремний, магний, барий, натрий, калий, железо, кальций, церий, цирконий, титан в количестве 0,01-45 маc.%, добавляют соединения-восстановители, кислородсодержащие соединения хрома, промотор - по крайней мере одно соединение металла из группы: кобальт, никель, железо, марганец, медь, ванадий в количестве 5-20 маc.%, прокаливают при температуре 380-500^oС и получают катализатор следующего состава (в пересчете на оксиды), мас.%:

Оксид хрома - 5-20

В том числе Сr⁶⁺ - Не более 1

Промотор - по крайней мере одно соединение металла из группы: кобальт, никель, железо, марганец, медь, ванадий - 5-20

По крайней мере одно соединение элемента из группы: кремний, магний, барий, натрий, калий, железо, кальций, церий, цирконий, титан - 0,01-45

Оксид алюминия - Остальное

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве соединений-восстановителей используют соединения органического или неорганического происхождения в количестве 2-40 маc.%.

6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что в качестве предшественника гидроксида алюминия используют продукт быстрой дегидратации тригидроксида, имеющий состав Аl₂O₃ n Н₂О, где n=0,03-2,0 и содержащий по крайней мере одно соединение элемента из группы: натрий, калий, железо, кремний в количестве 0,01-2,0 маc.%.

7. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве пластификатора используют органические или неорганические кислоты, способные образовывать водорастворимые соединения алюминия.

8. Способ по п.4, отличающийся тем, что катализатор прокаливают в токе инертного газа (азот, аргон, гелий), или в токе воздуха с инертным газом, или в вакууме, или без доступа воздуха.

9. Способ получения хромсодержащего катализатора для окисления органических соединений, водорода и оксида углерода в газовых выбросах, включающий пропитку оксида алюминия раствором соединений хрома, промотора, сушку и прокаливание, отличающийся тем, что оксид алюминия по крайней мере с одним соединением элемента из группы: кремний, магний, барий, натрий, калий, железо, кальций, церий, цирконий, титан в количестве 0,01-45 маc.%, пропитывают раствором, содержащим соединения хрома, промотор - по крайней мере одно соединение металла, выбранного из группы: кобальт, никель, железо, марганец, медь, ванадий в количестве 5-20 маc.%, соединения-восстановители, затем катализатор прокаливают при температуре до 500^oС и получают катализатор следующего состава (в пересчете на оксиды), мас.%:

Оксид хрома - 5-20

В том числе Сr⁶⁺ - не более 1

Промотор - по крайней мере одно соединение металла из группы: кобальт, никель, железо, марганец, медь, ванадий - 5-20

По крайней мере одно соединение элемента из группы: кремний, магний, барий, натрий, калий, железо, кальций, церий, цирконий, титан - 0,01-45

Оксид алюминия - Остальное

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что в качестве соединений-восстановителей используют соединения органического или неорганического происхождения в количестве 2-40 маc.%.

11. Способ по п.9, отличающийся тем, что катализатор прокаливают в токе инертного газа (азот, аргон, гелий), или в токе воздуха с инертным газом, или в вакууме, или без доступа воздуха.

12. Способ по п.9, отличающийся тем, что в качестве предшественника оксида алюминия используют продукт быстрой дегидратации тригидроксида алюминия, имеющий состав Аl₂O₃n Н₂О, где n=0,03-2,0 и содержащий по крайней мере одно соединение элемента из группы: натрий, калий, железо, кремний в количестве 0,01-2,0 маc.%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к хромсодержащим катализаторам и способам их получения, применяемым для широкого круга каталитических процессов, таких как, конверсия оксида углерода с водяным паром, конверсия углеводородов, гидрирование спиртов, кетонов, эфиров, нитросоединении, сжигание топлив, дегидрирование и полимеризация углеводородов, окисление органических соединений, водорода и оксида углерода в газовых выбросах промышленных производств, и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

В готовых хромсодержащих катализаторах в зависимости от состава и условий приготовления наряду с доминирующим содержанием хрома в степени окисления (+3) присутствуют значительные количества канцерогенных высокотоксичных соединений Сr⁶⁺.

В последнее время предъявляются все более жесткие требования к хромсодержащим катализаторам. Во многих странах законодательно запрещается использование и утилизация катализаторов, содержащих соединения Сr⁺⁶.

Поэтому актуальным является разработка хромсодержащих катализаторов и способов их получения, обладающих высокой активностью и в то же время содержащих минимальные количества высокотоксичных компонентов.

Известны способы приготовления катализаторов, в которых используется стадия восстановления ионов Сr⁶⁺ в катализаторах, содержащих медно-хромовую композицию.

В зависимости от состава катализатора, способа его приготовления, условий его эксплуатации в определенное процессе проведение стадии восстановления может быть самым различным.

В патенте 2098180 (МПК⁶ B 01 J 37/04, 1997) предлагается способ получения катализатора, не содержащего Сr⁶⁺ и обладающего высокой активностью в окислении органических соединений и оксида углерода в газовых выбросах. Катализатор получают смешением между собой соединений меди и хрома в требуемых соотношениях до образования однородного порошка. Предпочтительно в качестве соединений меди используют малахит - основную углекислую соль меди (II), а в качестве соединений хрома - хромовый ангидрид СrО₃. Медно-хромовый порошок смешивают с гидроксидом алюминия, затем полученную смесь формуют, сушат, прокаливают при температуре 470-750^oС, охлаждают в токе инертного газа до температуры восстановления и подвергают обработке восстановительной газовой смесью при температуре 150-300^oС.

Катализатор обладает высокой активностью, однако в присутствии сернистых соединений катализатор быстро теряет активность.

В настоящее время ведется активный поиск и разработка новых катализаторов на основе хрома, при этом варьируются составы катализаторов и используются носители с заданными свойствами.

В известном способе (Патент US 5665322, МКП В 01 D 53/50, 1997) для очистки выхлопных газов, содержащих О₂, твердые частицы, SO₂, несгоревшие углеводороды и СО, используют реактор, в котором по ходу газа размещают два различных катализатора.

Первая часть состоит из катализатора с малой плотностью толщиной 5-2000 мкм и представляет катализатор, состоящий по крайней мере из одного щелочного металла и одного или нескольких элементов из числа Sn, Fe, Co, Ni, V, Nb, Та, Cr, Mo, W, Mn и Re. Вторая по ходу газа часть с большей плотностью представляет катализатор из числа Ru, Rh, Pd, Os, Ir и Pt, способствующий конверсии твердых частиц, несгоревших углеводородов и СО. В то же время подавляется образование SO₃.

В данном способе очистки отходящих газов проблема очистки от СО особенно в присутствии соединений серы решается за счет использования двух катализаторов, что приводит к удорожанию процесса очистки отходящих газов.

Кроме такого подхода к улучшению очистки газовых смесей от СО, есть тенденция к усложнению состава катализатора.

Так в патенте (US 5502019, МПК B 01 J 23/72, 1996) предлагается катализатор, который включает смесь оксидов: Со, Mn, Al, Bi, Cr, Си, Fe, Ti, Zn, Zr и др., где атомное отношение Со к другим металлам от 50:1 до 2:1, и катализатор получают при отжиге исходной смеси в О₂-содержащей атмосфере при температуре 150-290^oС.

Катализатор обладает высокой активностью в процессе окисления, но в нем имеются соединения Сr⁺⁶, и кроме того катализатор обладает недостаточно высокой активностью.

Известен катализатор для глубокого окисления углеводородов (А.с. СССР 760993, МПК B 01 J 23/86, 1980), содержащий оксиды хрома и кобальта на кремнеземном носителе, который дополнительно содержит оксид железа.

Катализатор обладает высокой стабильностью, но содержит Сr⁶⁺ в большом количестве.

Известен катализатор для глубокого окисления углеводородов (Патент РФ 2010597, МПК B 01 J 23/89, 1994), содержащий оксиды хрома и кобальта на волокнистом, например, кремнеземном носителе, который дополнительно содержит оксид меди и платину.

Недостатком данного катализатора является то, что он содержит элемент платиновой группы, неустойчив к каталитическим ядам.

Наиболее близким решением к заявляемому является катализатор для очистки отходящих газов промышленных производств от органических и хлорорганических соединений (Патент РФ 2050976, МПК B 01 J 32/86, 1995), который содержит оксиды хрома, кобальта и циркония и оксидно-алюминиевый носитель, а также дополнительно содержит оксид бария или оксид марганца при следующем соотношении компонентов, маc.%:

Оксид хрома - 14-19

Оксид кобальта - 0,5-1,0

Оксид циркония - 0,05-0,1

Оксид бария или оксид марганца - 0,1-1,8

Оксид алюминия - Остальное

Недостатком данного катализатора является низкая активность и высокое содержание Сr⁶⁺.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является разработка высокоактивного хромсодержащего катализатора, способного сохранять высокую активность в присутствии серосодержащих соединений, обладающего достаточно высокой термостабильностью и содержащего минимальное количество Сr⁺⁶, и разработка способа его получения (варианты).

Поставленная задача решается с помощью хромсодержащего катализатора для окисления содержащихся в газовых выбросах органических соединений, водорода и оксида углерода, включающего соединения хрома, промотор, оксид алюминия. Катализатор содержит дополнительно по крайней мере одно соединение элемента из группы: кремний, магний, барий, натрий, калий, железо, кальций, церий, цирконий, титан в количестве 0,01-45 маc.%, в качестве промотора катализатор содержит по крайней мере одно соединение металла, выбранного из группы: кобальт, никель, железо, марганец, медь, ванадий в количестве 5-20 маc.%, хром в катализаторе находится в степени окисления Сr³⁺ Сr⁶⁺, причем содержание Сr⁶⁺ составляет не более 1 маc.%, и катализатор имеет следующий состав (в пересчете на оксиды), маc.%:

Оксид хрома - 5-20,

в том числе Cr⁶⁺ - Не более 1

Промотор - по крайней мере одно соединение металла из группы: кобальт, никель, железо, марганец, медь, ванадий - 5-20

По крайней мере одно соединение элемента из группы: кремний, магний, барий, натрий, калий, железо, кальций, церий, цирконий, титан - 0,01-45.

Оксид алюминия - Остальное

Катализатор имеет предпочтительно следующий состав (в пересчете на оксиды), маc.%:

Оксид хрома - 6-10

В том числе Cr⁶⁺ - Не более 510^-3

Оксид кобальта - 9-13

Оксид кремния - 20-45

Оксид алюминия - Остальное

Предшественником оксида алюминия является предпочтительно продукт, полученный быстрой дегидратацией тригидроксида алюминия и имеющий состав Аl₂O₃n Н₂О, где n=0,03-2,0, и содержащий по крайней мере одно соединение элемента из группы: натрий, калий, железо, кремний в количестве 0,01-2,0 маc.%.

Поставленная задача решается также за счет способов получения хромсодержащего катализатора для окисления органических соединений, водорода и оксида углерода в газовых выбросах.

Первый способ заключается в смешении компонентов, содержащих соединения хрома, промотора с гидроксидом алюминия с последующим формованием, сушкой, прокаливанием.

Гидроксид алюминия смешивают по крайней мере с одним соединением элемента из группы: кремний, магний, барий, натрий, калий, железо, кальций, церий, цирконий, титан в количестве 0,01-45 маc.%, добавляют соединения-восстановители, кислородсодержащие соединения хрома, промотор - по крайней мере одно соединение металла из группы: кобальт, никель, железо, марганец, медь, ванадий в количестве 5-20 маc.%, прокаливают при температуре 380-500^oС и получают катализатор следующего состава (в пересчете на оксиды), маc.%:

Оксид хрома - 5-20,

в том числе Сr⁶⁺ - Не более 1

Промотор - по крайней мере одно соединение металла из группы: кобальт, никель, железо, марганец, медь, ванадий - 5-20

По крайней мере одно соединение элемента из группы: кремний, магний, барий, натрий, калий, железо, кальций, церий, цирконий, титан - 0,01-45

Оксид алюминия - Остальное

В качестве соединений-восстановителей используют предпочтительно соединения органического или неорганического происхождения в количестве 2-40 маc. %.

В качестве предшественника гидроксида алюминия предпочтительно используют продукт быстрой дегидратации тригидроксида алюминия, имеющий состав А1₂O₃n Н₂О, где n=0,03-2,0, и содержащий по крайней мере одно соединение элемента из группы: натрий, калий, железо, кремний в количестве 0,01-2,0 маc.%.

В качестве пластификатора используют органические или неорганические кислоты, способные образовывать водорастворимые соединения алюминия.

Катализатор прокаливают в токе инертного газа (азот, аргон, гелий) или в токе воздуха с инертным газом, или в вакууме, или без доступа воздуха.

Второй способ получения катализатора заключается в пропитке оксида алюминия раствором соединений хрома, промотора, сушке и прокаливании.

Оксид алюминия по крайней мере с одним соединением элемента из группы: кремний, магний, барий, натрий, калий, железо, кальций, церий, цирконий, титан в количестве 0,01-45 маc.% пропитывают раствором, содержащим соединения хрома, промотор - по крайней мере одно соединение металла, выбранного из группы: кобальт, никель, железо, марганец, медь, ванадий в количестве 5-20 маc. %, соединения-восстановители в количестве 2-40 маc.%, затем катализатор прокаливают при температуре до 500^oС и получают катализатор следующего состава (в пересчете на оксиды), маc.%:

Оксид хрома - 5-20

в том числе Cr⁶⁺ - Не более 1

Промотор - по крайней мере одно соединение металла из группы: кобальт, никель, железо, марганец, медь, ванадий - 5-20

По крайней мере одно соединение элемента из группы: кремний, магний, барий, натрий, калий, железо, кальций, церий, цирконий, титан - 0,01-45

Оксид алюминия - Остальное

В качестве соединений-восстановителей используют предпочтительно соединения органического или неорганического происхождения в количестве 2-40 маc. %.

Катализатор прокаливают в токе инертного газа (азот, аргон, гелий) или в токе воздуха с инертным газом, или в вакууме, или без доступа воздуха.

В качестве предшественника оксида алюминия предпочтительно используют продукт быстрой дегидратации тригидроксида алюминия, имеющий состав А1₂O₃n H₂O, где n=0,03-2,0, и содержащий по крайней мере одно соединение элемента из группы: натрий, калий, железо, кремний в количестве 0,01-2,0 маc.%.

Для приготовления катализатора используют оксид или гидроксид алюминия по крайней мере с одним соединением элемента из группы: кремний, магний, барий, натрий, калий, железо, кальций, церий, цирконий, титан в количестве 0,01-45 маc. %. В качестве промотора используют по крайней мере одно соединение металла, выбранного из группы: кобальт, никель, железо, марганец, медь, ванадий в количестве 5-20 маc.%. Предпочтительно в качестве промотора используют кобальт.

Отличием предлагаемого катализатора от известных является малое содержание Сr⁶⁺, которое не увеличивается при хранении на воздухе и в период его работы.

Полученный катализатор обладает повышенной устойчивостью к каталитическим ядам.

В предлагаемом решении предшественником оксида или гидроксида алюминия предпочтительным является использование гидратированного соединения алюминия, которое может быть получено любыми известными способами, в том числе и быстрой дегидратацией тригидроксида алюминия и др. При этом исходный продукт может частично содержать модифицирующие соединения из группы: кремний, магний, барий, натрий, калий, железо, кальций, церий, цирконий, титан, либо их вводят при получении катализатора любыми известными способами.

Введение в состав катализатора промоторов из группы: кобальт, никель, железо, марганец, медь, ванадий приводит к повышению каталитической активности предлагаемого катализатора.

Активные компоненты и промоторы вводят в катализатор любыми известными способами.

Предлагаемые способы позволяют получать катализатор различного состава, который можно выбирать в зависимости от условий эксплуатации, влажности газа, наличия вредных примесей и др. При реализации обоих способов получения катализатора отсутствуют токсичные газовые выбросы и сточные воды.

Введение в состав предлагаемого катализатора соединений элемента из группы: кремний, магний, барий, натрий, калий, кальций, железо, церий, цирконий, титан, в качестве промотора - соединений металла из группы: кобальт, никель, железо, марганец, медь, ванадий и соединений-восстановителей приводит к повышенной активности и стабильности катализатора, устойчивости к каталитическим ядам, повышенной термостабильности, увеличению срока службы катализатора и при этом катализатор содержит незначительные количества Сr⁶⁺.

Так, дополнительная термообработка предлагаемого катализатора при высоких температурах (см. табл. 3) приводит к некоторому уменьшению его активности, но и после термообработки катализатора при 900^oС она сопоставима с активностью исходного прототипа.

Предлагаемый катализатор сохраняет высокую каталитическую активность и стабильность в реакции окисления модельной смеси, содержащей 0,5 об.% пропана и смеси, содержащей 0,5 об.% пропана и 0,1 об.% SO₂ по сравнению с прототипом (см. чертеж).

Активность катализатора определяли на истинном зерне, на проточно-циркуляционной установке в процессе глубокого окисления в избытке кислорода модельных смесей, содержащих н-бутан или водород, или оксид углерода.

За меру каталитической активности катализатора в реакции окисления н-бутана принята скорость реакции (см³ C₄H₁₀/ГкатС) окисления н-бутана при 400^oС. Более высокая величина скорости реакции полного окисления н-бутана соответствует более активному катализатору.

За меру каталитической активности катализатора в реакции окисления водорода или оксида углерода принята температура, при которой достигается 85%-ная степень окисления водорода или оксида углерода. Чем ниже температура достижения 85%-ной степени окисления, тем выше активность катализатора.

Активность и стабильность катализатора по отношению к каталитическим ядам определяли в реакции окисления модельной смеси, содержащей 0,5 об.% пропана, и смеси, содержащей 0,5 об. % пропана + 0,1 об.% S0₂ в избытке кислорода, при температуре 500^oС и оценивали по степени окисления пропана при указанной температуре.

Термостабильность катализатора оценивали по изменению скорости реакции окисления н-бутана и удельной поверхности после дополнительного прокаливания катализатора при температурах: 500; 600; 700; 800; 900^oС.

Нижеследующие примеры иллюстрируют предлагаемое изобретение.

Пример 1

Для приготовления катализатора к 132 г гидратированного соединения алюминия формулы Аl₂О₃n Н₂О, где n=2,0, содержащего оксид натрия, добавляют 96 г оксида кремния, предварительно измельченного, 60 г щавелевой кислоты и компоненты перемешивают. Затем в смесь вводят 16,8 г оксида хрома, 31,2 г оксида кобальта, 4,8 г древесной муки и продолжают смешение. Пластификацию катализаторной шихты проводят 96,2 мл водного раствора азотной кислоты из расчета 4-6 мл кислоты на 100 г готового катализатора. Затем катализаторную массу формуют путем экструзии в виде колец (внешним диаметром 10-15 мм). Проводят стадию проваливания на воздухе в течение 10-12 ч, сушат катализатор при 120^oС 6 ч и прокаливают при 400^oС 2 ч. Прокаливание катализатора проводят без доступа воздуха (в муфельных печах).

Предлагаемый катализатор имеет следующий состав (в пересчете на оксиды), мас.%:

Оксид хрома - 7, в т.ч. Сr⁶⁺ = 510^-4

Оксид кобальта - 13

Оксид кремния - 40

Оксид алюминия - 40, в т.ч. оксид натрия - 0,01

Пример 2

Катализатор готовят аналогично примеру 1, но катализаторная шихта содержит: 835,6 г гидроксида алюминия (n = 1,5), 200 г оксида кремния, 400 г щавелевой кислоты, 100 г оксида хрома, 90 г оксида кобальта, 20 г древесной муки. Катализатор прокаливают при 380^oС в токе инертного газа (аргона, азота, гелия).

Предлагаемый катализатор имеет следующий состав (в пересчете на оксиды), маc.%:

Оксид хрома - 10,0, в т.ч. Сr⁶⁺=310^-3

Оксид кобальта - 9,0

Оксид кремния - 20,0

Оксид алюминия - 61

Пример 3

Катализатор готовят аналогично примеру 1, но катализаторная шихта содержит: 493,2 г гидратированного оксида алюминия, 450 г измельченного оксида кремния, 20 г мочевины, 60 г оксида хрома, 130 г оксида кобальта. Пластификацию катализаторной шихты проводят 330 мл водного раствора смеси азотной и ледяной уксусной кислот. Прокаливают катализатор при 500^oС в вакууме (Р = 0,2 атм).

Предлагаемый катализатор имеет следующий состав (в пересчете на оксиды), маc.%:

Оксид хрома - 6,0, в т.ч. Cr⁶⁺=2,510^-4

Оксид кобальта - 13,0

Оксид кремния - 45,0

Оксид алюминия - 36

Пример 4

Катализатор готовят аналогично примеру 1, но катализаторная шихта содержит: 1027,3 г гидроксида алюминия, 0,1 г оксида церия, 50 г древесной муки, 100 г мочевины, 50 г оксида хрома, 70 г оксида меди, 50 г оксида железа, 50 г оксида марганца, 30 г оксида никеля. Катализатор прокаливают при температуре 420^oС в токе воздуха с инертным газом (аргон, азот, гелий).

Предлагаемый катализатор имеет следующий состав (в пересчете на оксиды), маc.%:

Оксид хрома - 5,0, т.ч.Сr ⁶⁺<310^-4

Оксид меи - 7,0

Оксид железа - 5,0

Оксид марганца - 5,0

Оксид никеля - 3,0

Оксид церия - 0,01

Оксид алюминия - 75, в т.ч. оксид церия - 0,01

Примеры 5-6

Катализаторы готовят аналогично примеру 1, но отличаются они составом, содержанием дополнительных элементов и промотора.

Пример 7

Используя гидратированное соединение алюминия (n=0,03) и оксиды: кальция, бария, циркония, готовят 850 г огнеупорного пористого носителя (удельная поверхность = 150 ²/г, влагоемкость = 1,0 мл/г), который затем пропитывают по влагоемкости водно-спиртовым раствором с концентрацией элементов, мг/мл: хрома - 81,65, кобальта - 46,5. В качестве соединений хрома и кобальта используют уксуснокислые соли. При этом доля этилового спирта составляет 40% от общего объема пропиточного раствора. Пропитку носителя пропиточным раствором проводят при комнатной температуре при постоянном перемешивании. Термообработку катализатора проводят ступенчато при температуре от 100 до 400^oС.

Предлагаемый катализатор имеет следующий состав (в пересчете на оксиды), маc.%:

Оксид хрома - 10 в т.ч. Сr⁶⁺-110^-4

Оксид кобальта - 5,0

Оксид кальция - 5,0

Оксид бария - 5,0

Оксид циркония - 3,0

Оксид алюминия - 72

Пример 8

Катализатор готовят аналогично примеру 7, но сначала готовят 840 г огнеупорного пористого носителя с удельной поверхностью 200 м²/г, влагоемкостью 1,0 мг/мл, используя гидратированное соединение алюминия и оксиды кремния, магния и кальция, который затем пропитывают по влагоемкости пропиточным раствором с концентрацией элементов, мг/мл: хрома -80,22, меди - 48,98 и железа (II) - 8,33. Для приготовления пропиточного раствора используют уксуснокислые соли хрома, меди и железа (II). При этом доля этилового спирта составляет 25% от общего объема пропиточного раствора. Прокаливают катализатор ступенчато при температуре от 150 до 500^oС.

Предлагаемый катализатор имеет следующий состав (в пересчете на оксиды), %мас.:

Оксид хрома - 9,85, в т.ч. Сr⁶⁺=710^-4

Оксид меди - 5,15

Оксид железа - 1,0

Оксид кремния - 20,0

Оксид магния - 9,0

Оксид кальция - 4,0

Оксид алюминия - 51

Пример 9

Катализатор готовят аналогично примеру 7, но отличается он составом, содержанием дополнительного элемента и промотора.

Пример 10 (по прототипу)

Катализатор готовят следующим образом: носитель (78,27 г глинозема и 58,49 г гидроксида алюминия) в ступке тщательно растирают и перемешивают в течение 8-10 мин. Сюда же засыпают и вновь перемешивают 2,13 г углекислого кобальта, 0,15 г диоксида циркония и 0,29 г бария углекислого. Затем готовят раствор хромовой кислоты, растворяя 37,5 г хромового ангидрида в 100 мл дистиллированной воды. Приливают этот раствор к смеси порошков глинозема, гидроксида алюминия, углекислого кобальта, диоксида циркония и углекислого бария. Образовавшуюся пасту растирают до эластичного состояния и формуют в "червячок" диаметром 4,0 мм. Сформованный катализатор сушат в сушильном шкафу при температуре 110-120^oС в течение 6 ч, затем активируют при 550^oС в течение 6 ч. "Червяк" дробят на гранулы 3х4 мм.

Получают катализатор следующего состава (в пересчете на оксиды), маc.%: оксид хрома 19; оксид кобальта 1,0; оксид циркония - 0.1; оксид бария 0,15, оксид алюминия 79,75.

Данные по составам катализаторов согласно приведенным примерам представлены в табл. 1.

В табл. 2 представлены данные испытаний заявляемого катализатора в реакциях окисления н-бутана, водорода и оксида углерода. Как видно из табл.2, заявляемый катализатор обладает более высокой каталитической активностью в вышеуказанных реакциях окисления и содержит значительно меньшее количество Сr⁶⁺ по сравнению с прототипом.

В табл. 3 приведены результаты по исследованию термостабильности катализатора, а именно изменение каталитической активности в реакции окисления н-бутана и удельной поверхности.

На чертеже представлены результаты испытаний предлагаемого катализатора и прототипа в реакции окисления пропана и смеси пропана с 0,1 об.% SO₂.