Спосіб регенерації алюмопаладієвого каталізатору

1. Спосіб регенерації алюмопаладієвого каталізатору шляхом його обробки рідиною в ультразвуковому полі, відрізняється тим, що в якості рідини використовують водний розчин перекису водню, обробку каталізатору здійснюють в потоці інертного газу та спільній дії гравітаційного, електромагнітного та ультразвукового полів. 2. Спосіб по п. 1, відрізняється тим, що водний розчин перекису водню використовують з концентрацією 20-25% мас. 3. Спосіб по п. 1, відрізняється тим, що в ролі інертного газу використовують азот. (19) (21) 98062860 (22) 02.06.1998 (24) 15.12.2000 (33) UA (46) 15.12.2000, Бюл. № 7, 2000 р. (72) Роменський Олександр Володимирович, Волохов Іван Васильович, Федоров Олександр Миколайович, Казаков Валентин Васильович, Токарь Віктор Денисович, Ляхов Володимир Филипович, Соломахіна Світлана Олександрівна, Попик Іван Васильович, Сердюков Віталій Васильович (73) СЄВЄРОДОНЕЦЬКЕ ДЕРЖАВНЕ ВИРОБНИЧЕ ПІДПРИЄМСТВО "ОБ'ЄДНАННЯ "АЗОТ" 30790 єю УЗ поля неоднорідні кавітаційні каверни викликають потужні гідродинамічні імпульси у вигляді сильних імпульсів тиску (мікроударних хвиль) та мікропотоків, а зхлоповyвaння таких каверн супроводжується сильним місцевим нагріванням та виділенням газу, який включає атомарну та йонізаційну компоненту. Таким чином, каталізатор в кавітаційному полі витримує інтенсивні навантаження, які викликають нерівномірну кавітаційну ерозію поверхні каталізатора, руйнують його структуру та вимивають активні компоненти. Авторами також установлено, що, змінюючи параметри УЗ поля (частоту, потужність, тиск, час), неможливо сформувати селективний однорідний пучок кавітаційних каверн заданої структури, тобто сформувати газонаповнені каверни здебільш одного розміру, наприклад, радіусом, який дорівнює 10-4 см. В основу винаходу поставлена задача створення такого способу регенерації алюмопаладієвого каталізатора, в якому шляхом зміни умов проведення процесу, зокрема, введення додаткових видів енергії та речовин, забезпечується можливість формування однорідного селективного пучка кавітаційних каверн заданої структури та виборчого характеру дії на поверхню каталітичної плівки отрут різного характеру забруднень та різних каталізаторів без руйнування структури каталізаторів та вимивання активних компонентів. Ця задача вирішується завдяки тому, що у відомому способі регенерації алюмопаладієвого каталізатора шляхом його обробки рідиною в УЗ полі, як рідину використовують йодний розчин перекису водню, обробку каталізатора здійснюють в потоці інертного газу та спільній дії гравітаційного, електромагнітного та УЗ полів, причому перекис водню використовують у вигляді водного розчину з концентрацією 20-25% мас., а в ролі інертного газу використовують азот. Запропонований спосіб забезпечує формування однорідного селективного пучка кавітаційних каверн заданої структури та виборчого характеру дії на поверхню каталітичної плівки отрут різного характеру забруднень та різних за формою і структурою каталізаторів без руйнування їхньої структури та вимивання активних компонентів. Спосіб забезпечує можливість багаторазової регенерації алюмопаладієвого каталізатора при збереженні його міцності та практично повному відновленні активності до рівня свіжого каталізатора. Другого перевагою запропонованого способу є скорочення часу регенерації каталізатора більше ніж в три рази, з З0 хвилин до 8-10 хвилин. Наступною перевагою запропонованого способу є можливість регенерації різних каталізаторів незалежно від їхньої форми, структури та характеру забруднень, на носіях або без них. Пошук, проведений по джерелах науковотехнічної та патентної інформації показав, що запропонована сукупність ознак є новою, тому що вона не відома з рівня техніки. Запропонований винахід має винахідницький рівень, тому що відмітні ознаки, хоча і відомі самі по собі, але в запропонованій сукупності та з таким результатом ніде не використовувались. Таким чином, запропонований спосіб характеризується новою сукупністю ознак, яка забезпечує одержання нового технічного результату, а саме формування однорідного селективного пучка кавітаційних каверн заданої структури та виборчого характеру дії на поверхню каталітичної плівки отрут різного характеру забруднень та різних каталізаторів, без руйнування структури каталізаторів та вимивання активних компонентів. Запропонований спосіб здійсняють таким чином. Відпрацьований алюмопаладієвий каталізатор обробляють водним розчином перекису водню в потоці інертного газу (азоту) та спільній дії гравітаційного, електромагнітного та УЗ полів. Для цього відпрацьований каталізатор завантажують у корзину, яка закріплена з можливістю кругового руху в ванні, заповненій водним розчином перекису водню, з концентрацією 20-25% мас. На дні ванни розташована змійовикова трубка з отворами, в яку подають інертний газ - азот, який через отвори трубки розповсюджується по всьому середовищі ванни. Гравітаційне поле забезпечують за допомогою електродвигуна, який при вмиканні рухає корзину з каталізатором по колу. Електромагнітне та УЗ поле забезпечують за допомогою імпульсного генератора типу УГЗ 25/16, який налаштовують на режим праці з частотою 18 кгц, потужністю 25 квт. Регенерацію каталізатора проводять протягом 8-10 хвилин при спільній дії гравітаційного, електромагнітного та УЗ полів в середовищі перекису водню та при постійній подачі інертного газу. Потім вимикають імпульсний генератор і електродвигун та перемикають подачу азоту. Корзину з каталізатором виймають з ванни, каталізатор промивають водою та висушують. Регенерований каталізатор використовують в процесі очищення газів від оксидів азоту у виробництві азотної кислоти. Запропонований спосіб пояснюється такими прикладами. Приклад № 1. Відпрацьований алюмопаладієвий каталізатор АПК-2 на носії з активного оксиду алюмінію завантажують у корзину, яку закріплюють у ванну, заповнену 20-25% розчином перекису водню. У ванну подають інертний газ - азот, який, через отвори змійовика, розташованого на дні ванни, розповсюджується по усьому середовищі Ванни. Вмикають електродвигун і корзина з каталізатором рухається з швидкістю 0,5 витка в секунду. Вмикають імпульсний генератор і при частоті 18 кгц проводять регенерацій} каталізатора протягом 8 хвилин. Міцність каталізатора та кількість активних компонентів у регенерованому каталізаторі відновлюються практично повністю (див. таблицю). Приклади №№ 2, 3, 4. Спосіб проводять так само, як описано в прикладі 1, тільки використовують відпрацьований алюмопаладієвий каталізатор після дворазової (приклад 2), триразової (приклад 3) та п’ятиразової (приклад 4) регенерації запропонованим способом. Приклад № 5. Спосіб регенерації проводять шляхом обробки відпрацьованого алюмопаладієвого каталізатора водою в УЗ полі частотою 18 кгц 2 30790 (прототип - заявка Японії № 58-186445, надрук. 31.10.1983). Приклад наводиться для порівняння. Як видно з таблиці (колонки 4, 9), кількість активних компонентів та міцність каталізатора, регенерованого запропонованим способом (приклади № 1-4), значно вищі, в порівнянні з такими ж показниками каталізатора, регенерованого за способом-прототипом (приклад 5). Крім того, запропонований спосіб забезпечує скорочення процесу регенерації більше ніж в три рази, з З0 хвилин до 8-10 хвилин. Джерела інформації: 1. США патент № 4005186 B01J28/36, надрук. 25.01.1977. 2. США патент № 3073597 B01J, надрук. 20.06.1960. 3. СРСР А. с. № 217377 BC1J, надрук. 07.05.1968. 4. Японія № 38-186445 B01J37/34 надрук. 31.10.1983, заявка № 57-70826 від 27.04.1982 (прототип). Таблиця № прикладу 1 2 3 4 5 Хім. склад, % мас. Каталізатор Свіжий каталізатор АПК-2 Відпрацьований протягом 3-х років АПК-2 АПК-2, регенерований запропонованим способом Каталізатор АПК-2 після 2-разової регенерації запропонованим способом Каталізатор АПК-2 після 3-разової регенерації Каталізатор АПК-2 після 5-тиразової регенерації Прототип AI 2O 3 PdO Домішки 98,0 2,0 Питома поверхня в м 2/г 10,2 Ефективний радіус пор 1230 Активність по NOх, в% 99,997 97,5 1,8 0,7 4,8 1540 28,256 12,6 97,5 1,8 0,7 10,3 1220 99,995 12,7 97,5 1,8 0,7 10,3 1220 99,995 12,6 97,4 1,79 0,81 10,3 1224 99,994 12,6 97,4 1,7 0,81 10,4 1218 99,995 12,6 96,2 1,7 2,1 10,0 1280 99,995 9,2 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3 Міцність в г/кг 12,7