ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Условия окисления S02 в S03 на ванадиевом катализаторе из "Технология серной кислоты Издание 2" Вследствие этого скорость окисления ЗОг понижается. [увеличивается значение Е в уравнении скорости реакции (6-8)]. В конечной стадии контактного процесса количество ЗОз в газовой смеси невелико, реакция (6-11) замедляется и константа скорости реакции к сохраняет достаточно высокое значение даже при температуре ниже 440 °С. [c.144] Согласно другой теории, восстановление УгОз до более низкой степени окисления с образованием некоторых промежуточных соединений и окисление низших оксидов ванадия до УгОз при повышенной температуре происходят в тонком поверхностном слое катализатора без образования новой фазы во всей его массе. При пониженной температуре и наличии больших количеств ЗОа в газовой фазе образование низших оксидов ванадия в виде промежуточных соединений протекает во всей массе катализатора с получением новой, менее активной фазы. [c.144] С течением времени активность ванадиевой контактной массы снижается (вследствие засорения пор, взаимодействия ванадия с компонентами газовой смеси и др.), поэтому для достижения максимальной степени превращения по мере протекания процесса постепенно повышают температуру газа на входе во все слои контактной массы. [c.144] На рис. 6-2 показаны результаты расчета зависимости степени превращения от температуры газа на входе в контактную массу и активности катализатора в первом слое (л о=0). Для свежей контактной массы максимальная степень превращения (д =0,75) достигается при 440 °С. При этой же температуре и снижении активности контактной массы в 2 раза степень превращения х составляет всего 0,62. Однако, если увеличить температуру газа на входе в контактную массу до 472 °С, степень контактирования повысится до 0,68 — максимального значения х в этих условиях. [c.144] В производстве серной кислоты применяются в основном отечественные контактные массы (катализатор) масса БАВ, названная так по начальным буквам элементов, входящих в ее состав (барий, алюминий, ванадий), и контактная масса СВД (сульфо-ванадато-диатомовая), а также новые контактные массы ИК (Институт катализа) и СВС (сульфованадат на силикате). [c.144] 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] Каталитическая активность массы БАВ в стандартных условиях (при 485°С и объемной скорости 4000 ч ) составляет не менее 86%. Средний диаметр гранул катализатора БАВ равен 5 мм, длина 7—15 мм. [c.145] Контактная масса БАВ, изготовленная в виде колец, имеет два размера н = Ю мм й вн=3 мм /г=10 мм и н=8 мм, а вн=2,5 мм, /г=8 мм ( н, вн —наружный и внутренний диаметры колец, к — высота колец). [c.145] Выделяющийся При насыщении массы хлор вместе с отхо-,/ дящими газами удаляется в атмосферу, что создает существен-I ные трудности при вводе в эксплуатацию контактного аппарата Ч со свежей массой. [c.146] Ванадиевую контактную массу СВД готовят сухим способом, в ее состав входит пиросульфат калия КгЗгО/, образующий активный комплекс УгОб-КгВгО , вследствие чего для этой массы не требуется насыщения диоксидом серы. [c.147] Технологическая схема приготовления контактной массы СВД состоит в следующем (рис. 6-4). [c.147] Исходные материалы — инфузорную землю (диатомит), пентоксид ванадия, гипс и бисульфат калия — измельчают в шаровых мельницах / и 2 и подают в смеситель 3, куда вводят также необходимое количество воды. Из смесителя паста поступает в формовочную машину 4, с помощью которой получают массу в виде гранул или колец. Ее подсушивают в печи 5, затем прокаливают при 500—700 °С в барабане 6, обогреваемом топочными газами. Масса СВД обладает высокой механической прочностью и дешевле массы БАВ. [c.147] В сухой массе содержится 7,2% УгОз- Суммарная внутренняя поверхность насыщенной контактной массы БАВ составляет 5—10 м /г, средний радиус пор (1—7)-10 м, объем пор 0,45 см /г внутренняя поверхность контактной массы СВД составляет 3—4 м /г, средний радиус пор 2000—3000 А (2-10- — 3-10 см), объем пор 0,32 см /г. [c.147] Ванадиевые катализаторы ИК готовят путем пропитки высокодисперсного носителя раствором смеси сульфата ванадия и бисульфата калия. Общая характеристика этого катализатора и форма гранул примерно такие же, как и катализаторов БАВ и СВД, но он обладает более высокой активностью (ИК-1), высокой температурной устойчивостью (ИК-2, до 670 °С) и низкой температурой зажигания (ИК-4). [c.148] При температуре выше 620 °С активность ванадиевой контактной массы (кроме ИК-2) довольно быстро снижается. Причины, вызывающие снижение активности, пока не установлены. Имеющиеся данные позволяют лишь предположить, что с повышением температуры калий, входящий в состав контактной массы, реагирует с носителем (кремнеземом) и часть его выводится из активного комплекса УгОз-КгЗгО . При этом комплекс разрушается, из расплава выпадает УгОв и активность контактной массы ухудшается. [c.148] Снижение активности контактной массы при повышенных температурах происходит также вследствие изменения структуры катализатора, уменьшения его пористости и размера активной поверхности. [c.148] Контактная масса создает сравнительно большое гидравлическое сопротивление прохождению газа (около половины общего гидравлического сопротивления контактного отделения). С течением времени сопротивление массы увеличивается вследствие ее засорения и спекания. Чтобы снизить гидравлическое сопротивление контактной массы, ее готовят в виде крупных гранул, таблеток, колец и т. д. [c.149] Как известно, каталитическая активность контактной массы снижается в присутствии небольших количеств так называемых контактных ядов, отравляющих катализатор. Ванадиевая контактная масса более устойчива к действию контактных ядов, чем платиновая, но все же в присутствии некоторых примесей в обжиговом газе (например, мышьяка и фтора) заметно теряет активность. [c.149] Действие мышьяка на ванадиевый катализатор значительно слабее, чем на платиновый (примерно в 5000 раз). Мышьяк поглощается контактной массой и находится в ней в виде АзгОз и КАзОз. При последующей продувке газовой смесью, не содержащей мышьяка, активность контактной массы несколько повышается, но полностью не восстанавливается и остается значительно ниже первоначальной. [c.150] При температуре ниже 550 °С активность контактной массы в результате насыщения ее мышьяком понижается до определенного уровня и не изменяется при дальнейшем поступлении мышьяка. При температуре выше 550 °С образуется летучее соединение УгОз-АзгОб, удаляющееся из контактной массы. Поэтому при наличии мышьяка в обжиговом газе ванадий уносится из первого слоя контактной массы и оседает в последующих слоях, образуя корку. [c.150] Вернуться к основной статье