ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Краткий исторический обзор применения ванадиевых катализатоСвойства ванадиевых катализаторов из "Катализ в производстве серной кислоты" Способность соединений ванадия каталитически ускорять окислительные реакции была известна еще в 80-х годах прошлого века. Неудивительно поэтому, что соединения ванадия уже давно явились объектом исследования при поисках неплатиновых катализаторов для окисления двуокиси серы. В 1900—1901 гг. были взяты первые патенты на применение в качестве катализаторов для окисления двуокиси серы ванадиевой кислоты и растворимых ванадатов, нанесенных на асбест, пемзу и другие пористые минеральные носители. Потребовалось, однако, более двадцати лет, чтобы от установления каталитической активности соединений ванадия перейти к промышленному использованию ванадиевых катализаторов. [c.141] Реакция окисления двуокиси серы в присутствии пятиокиси ванадия начинает протекать уже при сравнительно невысоких температурах , что выгодно отличает этот катализатор от других неплатиновых катализаторов и дает возможность достигать достаточно полного превращения. [c.141] Скорость реакции в присутствии пятиокиси ванадия, однако, весьма невелика при равной концентрации катализатора на носителе она в несколько сот раз меньше, чем скорость реакции на платиновых катализаторах. Поэтому чистая пятиокись ванадия не нашла практического применения. В последующие годы был опубликован ряд патентов, предлагавших применять в качестве катализаторов нерастворимые ванадаты. Было предложено приготовлять катализатор путем осаждения ванадатов железа из смеси растворов солей железа и ванадиевой кислоты. Рекомендовалось также использовать в качестве катализатора ванадаты серебра. Более поздние исследования подтвердили повышенную каталитическую активность ванадата серебра по сравнению с чистой пятиокисью ванадия, но все же она оказалась слишком низкой для технического использования ванадата серебра. [c.141] В 1918 г. были начаты производственные испытания катализаторов, приготовленных с применением тонко измельченных носителей . [c.142] В течение следующего десятилетия интенсивно велись исследования и разработка более совершенных ванадиевых катализаторов без публикации результатов. Лишь в конце 20-х годов появилась заметка о работе промышленного контактного аппарата с ванадиевым катализатором фирмы Монсанто. Вслед за этой заметкой в технической литературе сразу появились многочисленные патентные описания и статьи, рекламирующие различные ванадиевые катализаторы. [c.142] Описанный катализатор был в дальнейшем значительно усовершенствован . Зерна его представляют собой цилиндрики белого, иногда кремового или розового цвета, 1 ле которых весит 450—500 кг. При обработке двуокисью серы масса принимает желтую окраску, причем вследствие образования сернокислых солей вес 1 ж возрастает до 600—650 кг и в то же время объем массы уменьшается на 10—15%. Этот процесс предварительного насыщения катализатора двуокисью серы сопровождается значительным выделением тепла. Действие на свежий катализатор концентрированного газа (5—7% двуокиси серы) может вызвать повышение температуры до 900—1000°, приводящее к спеканию катализатора и полной потере активности. Поэтому через свежий катализатор надо предварительно пропускать газовую смесь, содержащую не более 0,5% двуокиси серы, тщательно наблюдая за изменением температуры. [c.143] К раствору силиката натрия прибавляют хлористый кальиий, полученный осадок отфильтровывают, промывают и смешивают в месильной машине с сухим ванадатом калия. Смесь выпаривают при 80—90° до достижения консистенции, допускающей формовку, которая производится путем продавливания массы через отверстия соответствующего размера. [c.143] На основе этих работ был создан активный ванадиевый катализатор, сходный по своим свойствам с описанным выше. [c.143] Бродович и сотрудники разработали кремнесвинцовованадиевый катализатор. В дальнейшем они пришли к выводу, что добавка сурьмы значительно повышает устойчивость катализатора и его активность при низких температурах . [c.143] Эти катализаторы не получили, однако, значительного промышленного использования. [c.143] В дальнейшем был найден ряд новых ванадиевых катализаторов, отличающихся повышенной термической устойчивостью, активностью при низких температурах и малым гидравлическим сопротивлением. [c.143] Успешная разработка рецептур ванадиевых катализаторов позволила в середине 30-х годов полностью отказаться от затраты платины для нужд производства серной кислоты. [c.143] Патентная литература, посвященная ванадиевым катализаторам для производства серной кислоты, весьма обширна и неоднородна по своей ценности наряду с отдельными интересными указаниями приводится много несущественных деталей и неверных утверждений. [c.144] В Приложении (стр. 341—348) приводится краткое изложение содержания наиболее интересных патентов и рецептур приготовления ванадиевых катализаторов, получивших, по литературным данным, практическое использование в отдельных странах. [c.144] Из обзора патентов не легко уловить, в чем состояло основное усовершенствование, позволившее перейти от такого малоактивного катализатора, каким является пяти-окись ванадия, к современным высокоактивным ванадиевым катализаторам. [c.144] В дальнейшем, при рассмотрении механизма действия ванадиевых катализаторов, мы попытаемся подробно осветить роль их отдельных составных частей, но уже здесь целесообразно указать следующее. [c.144] Вернуться к основной статье