Катализатор для глубокого окисления углеводородов

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к катализаторам для глубокого окисления углеводородов и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности.В настоящее время известны катализаторы марки ИК-12-72 и ИК-12-73 медноалюмохромовые, алюмомагнийхромовые, алюмомагниймеднохромовые на гранулированном носителе из оксида алюминия /1. Катализатора газоочистки. Рекламный проспект М 91. Новосибирск, 1983, с.55. 2. Кириченко О.А. Баранник Г.В., Куклина В.Н. Малахов В.В. Болдырева Н.Н., Исмагулов З.Р. Исследование фазового состава и влияние активного компонента на структурно-механические свойства нанесенных катализаторов КГТ, с.108123. Носители и катализаторы для катализаторов генераторов тепла. Сб.науч.тр. Новосибирск, 1989, ./.Эти катализаторы имеют высокую активность, но при этом обладают высоким газодинамическим сопротивлением, что ограничивает их практическое применение.Известен катализатор ИК-12-30 для окисления органических соединений, содержащий смешанные окислы структуры шпинели, образованных трехвалентным хромом - СоСг 2 О 4 СиСг 2 О 4 М 9 Сг 2 О 4, нанесенных на оксид алюминия.Этот катализатор имеет удельную поверхность 11-14 мд/г и активность в реакции окисления бутана 83-95, а в реакции глубокого окисления метана 68-70.Недостатком известного катализатора является его невысокая активность и низкая производительность.В основу изобретения положена задача увеличения активности катализатора с относительно высокой удельной поверхностью путем подбора состава компонентов.Задача решается тем, что катализатор для глубокого окисления углеводородов,содержащий активную фазу, состоящую из соединений магния и хромаи оксид алюминия, согласно изобретению, получен в режиме самораспространяющего вы СОКОТСМПСрЗТУРНОГО СИНТСЗЗ ИЗ экзотермической смеси СЛСДУЮЩСГО состава, В (И)Предлагаемый катализатор в реакциях глубокого окисления метана имеет удельную поверхность 163-174 активность до 100 при 7 О 0 С прочность на сжатие 5,3-6,5 МПа, пористость 70-75. Катализатор получается по упрощенной технологии в одну стадию за очень короткое время 2-5 мин. в режиме самораспро страняющегося высокотемпературного синтеза (СВС) в виде блоков сотовойструктуры. Это достигается тем, что в ходе горения экзотермической смеси развиваютсявысокие температуры до 16 О 0 С, которые способствуют образованию соединений типа шпинели вида М 3 Сг 2 О 4 и оксида хрома. При этом метод СВС позволяет получить термостойкую и высокодефектную структуру катализатора, что способствует повышению его активности в реакциях глубокого окисления углеводородных соединений.Соотношение компонентов в исходной экзотермической смеси для получения блочных катализаторов подобрано экспериментально и отклонения от указанных диапазонов приведут к невозможности сохранения блочной структуры катализатора, либо к невозможности воспроизведения СВС.Изобретение иллюстрируется следующими примерами.Готовят исходную экзотермическую смесь из 4 г порошка М , 5 г Сг 2 О 3 25 г СгОЗ, 24 г А 12 О 3 42 г МО, которую тщательно перемешивают до однородной массы и помещают в специальную прессформу. Прессование осуществляют давлением в 10 МПа. После прессования получают блоки диаметром 15 мм и высотой 15 мм с отверстиями диаметром 1,5 мм и общим числом отверстий в блоке 19, который помещают в печь, нагретую до температуры 700 С. Через 2 мин происходит самовоспламенение блока и синтез происходит за 2-3 секунды.Удельную поверхность полученного катализатора измеряли методом газовой хроматографии, которая составила 17,4 м 2/г.Рнтгенофазовый анализ показывает, что полученный катализатор содержит 34 вес. активной фазы, 66 инертной фазы, состоящей из оксидов А 1 и Мд.Каталитическая активность полученного катализатора оценивается по степени окисления 0,5 метана на проточной установке в смеси с 21 кислорода в аргоне при объемной скорости 10 тыс.ч.Результаты испытания представлены в таблице.Примеры 2-6 выполнены аналогично примеру 1, но с различным содержани ВМ ИСХОДНЫХ КОМПОНЕНТОВ.от. от от - т на В Е сгоцщ ввдоц от ювшвово ют мы от шн ш ю шовшйздое Ф твщвояо Ф ыч Ф ш Ф .ю то Ч ты З л к т.т тж З шт ты ты ты З т 4 З Е - ть ню 9.2 З ют 3 ты тт т ь т от ют ты Щ - Е. од 13 от тт от от от л т ы ы ты - ч. та ч З т те т ты т т д. а.ж-т за д 8 С от З т -о.4 дацттцшцоотщшмыощйтошнттодщтошмоквтддщ кошво во око щшвооо .-ц