RU2171706C1 - Способ очистки промышленных газовых выбросов - Google Patents
Способ очистки промышленных газовых выбросов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2171706C1 RU2171706C1 RU2000126922/12A RU2000126922A RU2171706C1 RU 2171706 C1 RU2171706 C1 RU 2171706C1 RU 2000126922/12 A RU2000126922/12 A RU 2000126922/12A RU 2000126922 A RU2000126922 A RU 2000126922A RU 2171706 C1 RU2171706 C1 RU 2171706C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- oxide
- temperature
- cleaning
- palladium
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title abstract description 9
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 72
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 33
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 16
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 150000007824 aliphatic compounds Chemical class 0.000 claims abstract 2
- 150000002432 hydroperoxides Chemical class 0.000 claims abstract 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 15
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 12
- -1 hydroperoxides Chemical class 0.000 claims description 11
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 3
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N potassium oxide Chemical compound [O-2].[K+].[K+] CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001950 potassium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 235000010215 titanium dioxide Nutrition 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 19
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- GVQVOUBMSBBCNX-UHFFFAOYSA-N [Na+].[Ti+4] Chemical compound [Na+].[Ti+4] GVQVOUBMSBBCNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 abstract 1
- 230000035508 accumulation Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract 1
- RWGFKTVRMDUZSP-UHFFFAOYSA-N cumene Chemical compound CC(C)C1=CC=CC=C1 RWGFKTVRMDUZSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 34
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 16
- FRIBMENBGGCKPD-UHFFFAOYSA-N 3-(2,3-dimethoxyphenyl)prop-2-enal Chemical compound COC1=CC=CC(C=CC=O)=C1OC FRIBMENBGGCKPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 4
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 4
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- MRIZMKJLUDDMHF-UHFFFAOYSA-N cumene;hydrogen peroxide Chemical class OO.CC(C)C1=CC=CC=C1 MRIZMKJLUDDMHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 3
- MGADZUXDNSDTHW-UHFFFAOYSA-N 2H-pyran Chemical compound C1OC=CC=C1 MGADZUXDNSDTHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 2
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GDKSTFXHMBGCPG-UHFFFAOYSA-N 4,4-dimethyl-1,3-dioxane Chemical compound CC1(C)CCOCO1 GDKSTFXHMBGCPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010754 BS 2869 Class F Substances 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical group CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LCKIEQZJEYYRIY-UHFFFAOYSA-N Titanium ion Chemical compound [Ti+4] LCKIEQZJEYYRIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DRVWBEJJZZTIGJ-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Ce+3].[Ce+3] DRVWBEJJZZTIGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000012051 hydrophobic carrier Substances 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- XSKIUFGOTYHDLC-UHFFFAOYSA-N palladium rhodium Chemical compound [Rh].[Pd] XSKIUFGOTYHDLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 239000012262 resinous product Substances 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- PVGBHEUCHKGFQP-UHFFFAOYSA-N sodium;n-[5-amino-2-(4-aminophenyl)sulfonylphenyl]sulfonylacetamide Chemical compound [Na+].CC(=O)NS(=O)(=O)C1=CC(N)=CC=C1S(=O)(=O)C1=CC=C(N)C=C1 PVGBHEUCHKGFQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для очистки газов. Способ очистки промышленных газовых выбросов, содержащих наряду с ароматическими углеводородами (в том числе гидроперекиси) более 1 об.% алифатических соединений (в том числе, метанола) путем пропускания выбросов при температуре 240-290oС в присутствии кислорода через каталитическую композицию, состоящую из твердого контакта с удельной поверхностью 0,2-1,0 м2/г, предварительно прокаленного при температуре 800-1350oС, и катализатора, содержащего 0,1-3,0% палладия на оксидно-алюминиевом носителе, например на активной окиси алюминия. Используют твердый контакт, включающий оксиды алюминия, железа, магния, кальция, калия, натрия, титана (IV) и кремния. Предлагаемый способ позволяет проводить высокоэффективную очистку газовых выбросов (с конверсией органических соединений 99% и выше) в течение длительного времени без смолообразования на катализаторе. 2 з.п.ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для очистки промышленных газовых выбросов, включающих ароматические и кислородсодержащие продукты, обуславливающие смолообразование.
При содержании в газовых выбросах органических примесей в малых количествах (менее 0,5 об.%) используют изотермический режим, для реализации которого к реакционной массе подводят тепло в значительных количествах. При содержании органических соединений в газовом потоке 1,0 об.% и выше процесс проводится в адиабатическом режиме, сопровождающемся выделением тепла, количество которого зависит от концентрации органических компонентов. В качестве промышленных контактов используют различные каталитические системы. Одни содержат окислы неблагородных металлов, например, хрома, кобальта, циркония (патент России N 2050976, кл. B 01 J 23/86, 21/06, опубл. 27.12.1995), магния (Пат. США N 4673558, кл. B 01 D 053/34, опубл. 16.06.1987), марганца, меди (заявка на патент России N 95102026, кл. B 01 D 053/86, опубл. 27.05.1996). Другие катализаторы содержат благородные металлы, например платину (Пат. США N 5702836, кл. H 01 М 4/88, опубл. 30.12.1997), палладий и серебро (Пат. США N 4673556, кл B 01 D 53/36, опубл. 16.06.1987). В последнее время большое распространение получают каталитические системы, представляющие благородные металлы на сложных оксидных носителях (Пат. США N 5585083, кл. C 07 C 11/24, опубл. 17.12.1996), в частности металлы VIII группы на окислах титана и церия (Пат. США N 4716859, кл. F 02 B 43/08, опубл. 5.01.1988) или, например, палладий и родий на окиси церия (Пат. США N 4919903, кл. B 01 D 53/36, опубл. 24.04.1990).
Наиболее универсальный способ очистки газовых выбросов от углеводородов C3 и кислородсодержащих соединений (в том числе, и неорганических) описан в патенте (Пат. США N 5292991, кл. C 07 C 7/152, опубл. 08.03.1994) по которому процесс проводят при температуре 600oC в присутствии платины и палладия, нанесенных совместно на цеолит типа ZSM, модифицированный окислами циркония и титана; конверсия углеводородов при этом составляет 98,1%. Недостатком этого способа является необходимость нагрева парогазовых потоков, обогащенных, как правило, азотом и парами воды, до высокой температуры, а также возможность очистки только от легких углеводородов, не вызывающих осмоления катализатора.
С целью снижения затрат на нагрев парогазовых потоков, как правило, стремятся использовать менее унифицированные системы, разрабатывая каталитические композиции, содержащие благородные металлы, для обезвреживания конкретных органических соединений. Например, известен способ низкотемпературной очистки газовых выбросов от броморганических соединений, в котором используется катализатор, содержащий металлы платиновой группы на окислах циркония, марганца, церия и кобальта (Пат. США N 5653949, кл. C 01 В 007/00, опубл. 5.08.1997). Для снижения температуры нагрева газового потока при очистке его от метанола и формальдегида рекомендуется использовать палладий-родиевый катализатор на окиси церия (Пат. США N 4950476, кл. B 01 D 053/36, опубл. 21.08.1990). Этот способ позволяет снизить температуру реакции до 150oC. С целью дальнейшего снижения температуры процесса очистки газов от метанола до 85-120oC предлагается использование катализатора, содержащего платину в количестве 0,05-0,5% на носителе - высококремнистом цеолите HZSM-5 со связующим оксидом кремния (Пат. России N 2155093, кл. B 01 D 53/86, опубл. 10.02.1999). Недостатком обоих указанных способов является возможность очистки газовых выбросов только от конкретных соединений: от метанола и формальдегида в первом случае и от метанола - во втором. При наличии в газовом потоке ароматических гидроперекисей, обуславливающих осмоление катализатора, эти способы не эффективны.
Известен способ очистки промышленных газовых выбросов, содержащих альдегиды, спирты и кетоны с числом атомов углерода до 5, при пониженной температуре (не выше 150oC) на каталитической системе, включающей не менее двух благородных металлов в количестве до 22% на специальном гидрофобном носителе (Пат. США N 5009872, кл. B 01 D 53/56, опубл. 23.04.1999). Этот способ обеспечивает очистку потока от этанола на 90% и от формальдегида на 93%. Недостатком этого способа является ограниченная возможность очистки газовых выбросов только от органических соединений (метанол, этанол, ацетон, формальдегид), не обуславливающих осмоление катализатора.
Наиболее близким способом очистки газовых выбросов от кислородсодержащих органических соединений к предлагаемому, является способ, по которому газовые выбросы пропускают над катализатором, представляющим 0,003 - 3,0% палладия, нанесенного на носитель, включающий окись алюминия (Пат. США N 4450244, кл. B 01 J 023/04, 021/04, 023/10, опубл. 22.05.1984 - прототип).
По прототипу процесс проводят в присутствии кислорода при температуре 350-400oC, что обеспечивает очистку от различных органических кислородсодержащих соединений на уровне 88 - 96% при 350oC и на уровне 98-100% при 400oC. Достоинством этого способа является пониженное содержание благородных металлов по сравнению с предыдущим патентом и более высокая степень очистки от органических кислородсодержащих соединений.
Недостатками способа-прототипа являются: 1) Необходимость нагрева газового потока до повышенной температуры и 2) Ограниченная возможность очистки газового потока только от органических соединений, не приводящих к осмолению катализатора. При очистке газов от ароматических гидроперекисей в указанных условиях происходит осмоление катализатора.
Задачей являлась разработка способа очистки промышленных газовых выбросов, включающих различные кислородсодержащие органические соединения, в том числе ароматические гидроперекиси, без смолообразования на катализаторе.
С целью упрощения технологии процесса за счет снижения температуры очистки газовых выбросов, включающих ароматические гидроперекиси, кумол, а также муравьиную кислоту, предложено процесс осуществлять следующим образом.
Исходный газовый поток, включающий ароматические и алифатические кислородсодержащие и некислородсодержащие соединения, например кумол, гидроперекись кумола, метанол, муравьиную кислоту, в присутствии кислорода пропускают через каталитическую систему, состоящую из: I - твердого контакта с удельной поверхностью 0,2 - 1,0 м2/г, предварительно прокаленного при 800-1350oC и II - палладиевого катализатора, содержащего 0,1-3% палладия на активной окиси алюминия. Соотношение катализаторов I:II равно 0,5:1 - 2:1. После инициирования реакции на обоих катализаторах поддерживают температуру процесса 240 - 290oC.
Твердый контакт после прокаливания содержит оксиды алюминия, железа (II), магния, кальция, калия, натрия, титана (IV), кремния при следующем соотношении их, мас.%:
Оксид алюминия - 5,0-30
Оксид железа (II) - 0,1-5,0
Оксид магния - 0,1-5,0
Оксид кальция - 0,1-5,0
Оксид калия - 0,1-3,0
Оксид натрия - 0,1-3,0
Оксид титана IV - 0,1-3,0
Оксид кремния - Остальное
Существенными отличительными признаками предлагаемого способа очистки газовых выбросов от ароматических и алифатических углеводородов (в том числе содержащих метанола более 1 об.%) являются: использование каталитической композиции указанных составов I и II и проведение процесса при температуре 240 - 290oC
При проведении процесса при температуре выше 290oC на указанной каталитической композиции происходит быстрая дезактивация палладиевого катализатора, т. к. при температуре более 300oC палладий теряет каталитическую активность. При температуре менее 240oC конверсия углеводородов не обеспечивает достаточную степень очистки газов.
Оксид алюминия - 5,0-30
Оксид железа (II) - 0,1-5,0
Оксид магния - 0,1-5,0
Оксид кальция - 0,1-5,0
Оксид калия - 0,1-3,0
Оксид натрия - 0,1-3,0
Оксид титана IV - 0,1-3,0
Оксид кремния - Остальное
Существенными отличительными признаками предлагаемого способа очистки газовых выбросов от ароматических и алифатических углеводородов (в том числе содержащих метанола более 1 об.%) являются: использование каталитической композиции указанных составов I и II и проведение процесса при температуре 240 - 290oC
При проведении процесса при температуре выше 290oC на указанной каталитической композиции происходит быстрая дезактивация палладиевого катализатора, т. к. при температуре более 300oC палладий теряет каталитическую активность. При температуре менее 240oC конверсия углеводородов не обеспечивает достаточную степень очистки газов.
Предлагаемый способ позволяет проводить очистку промышленных газовых выбросов от вредных веществ (например, метанола, кумола) со степенью деструкции их не менее 97-98% в присутствии соединений (например, ароматических гидроперекисей), обуславливающих смолообразование на других каталитических композициях.
Неочевидность предложенного способа следует из того, что твердый контакт, предлагаемый в качестве катализатора I в составе каталитической композиции, использовался ранее для термического разложения: 1) побочных продуктов, образующихся при синтезе 4,4-диметилдиоксана-1,3 (ДМД), и 2) пирановой фракции, полученной при разложении ДМД в процессе синтеза изопрена из формальдегида и изобутилена (Пат. России N 1695631, кл. С 07 С 11/18, 11/096, опубл. 20.12.1996). Подвергающиеся термическому разложению продукты состоят из соединений пиранового и диоксанового типа, свойства которых резко отличаются от ароматических гидроперекисей, содержащихся в газовых выбросах. Применение аналогичного твердого контакта, предварительно прокаленного при температуре 800-1000oC, для указанных выше целей нам не известно. Промышленная применимость предлагаемого способа иллюстрируется следующими примерами:
Пример 1.
Пример 1.
В стеклянный реактор сечением 2,26 см загружают последовательно 12 мл палладиевого катализатора, содержащего 0,1% металла на оксиде алюминия, и 6 мл твердого контакта, состоящего из (мас.%): оксида алюминия 22,4, оксида железа (II) 0,42, оксида магния 0,43, оксида кальция 0,67, оксида калия 2,4, оксида натрия 1,2, оксида титана (IV) 0,47, остальное - оксид кремния. Твердый контакт предварительно прокаливают при температуре 800oC; при этом удельная поверхность его составляет 1 м2/г. В реактор подают парогазовый поток со скоростью 63,0 л/ч. Состав потока (об.%): азот 89,5, кислород 6,0, водяной пар 3,0, метанол 1,5, муравьиная кислота 0,002, кумол 0002, гидроперекись кумола 0,002. Объемная скорость подачи очищаемого потока составляет 3500 ч-1. Реактор обогревают электропечью, обеспечивающей температуру инициирования реакции окисления ~100o. Дополнительно к исходному парогазовому потоку подают воздух в количестве, необходимом для поддержания температуры реакции на уровне 240oC. Во время процесса окисления электропечь реактора отключается, так как реакция реализуется в адиабатическом режиме с выделением значительного количества тепла. Опыт проводят через 150 часов работы катализатора в течение 4 часов. За это время в составе парогазового потока подают (г): метанола 5,040, муравьиной кислоты 0,00966, кумола 0,02520, гидроперекиси кумола 0,0319. Продукты реакции направляют в систему, состоящую из четырех последовательно соединенных ловушек (поглотителей), охлаждаемых смесью углекислоты и ацетона (температура -70 - -80oC). Первая и последняя ловушки пустые, а вторая и третья заполнены н-бутиловым спиртом. После завершения опыта содержание продуктов реакции определяют методом ГЖХ. Суммарное количество продуктов в поглотителях в этом опыте составляет (г): метанола 0,0353, муравьиной кислоты 0,00000, кумола 0,00015, гидроперекиси кумола 0,00510, что соответствует следующим значениям конверсии веществ (%): метанола 99,3, муравьиной кислоты 100, кумола 99,4, гидроперекиси кумола 84,0. При выгрузке катализатора осмоление не обнаружено,
Пример 2.
Пример 2.
В реактор, описанный в примере 1, загружают 3 мл палладиевого катализатора, содержащего 3,0% металла на оксиде алюминия, и сверху 6 мл твердого контакта, описанного в примере 1, но прокаленного при температуре 1350oC. При этом его удельная поверхность составляет 0,2 м2/г. В реактор подают парогазовый поток со скоростью 90 л/ч. Состав потока (об.%): азот 88.5, кислород 6,0, водяной пар 3,0, метанол 2,5, муравьиная кислота 0,002, кумол 0,01, гидроперекись кумола 0,01. Объемная скорость подачи очищаемого потока 10000 ч-1. Электропечь реактора обеспечивает предварительную температуру разогрева катализатора на уровне ~100oC. Дополнительно к исходному парогазовому потоку подают воздух в количестве, необходимом для поддержания температуры реакции на уровне 290oC. Во время процесса окисления электропечь реактора отключается, так как реакция реализуется в адиабатическом режиме с выделением значительного количества тепла. За время четырехчасового балансового опыта, проведенного через 150 часов работы катализатора, подают (г): метанола 12,05, муравьиной кислоты 0,0138, кумола 0,1803, гидроперекиси кумола 0,2283. Суммарное содержание продуктов в поглотителях в этом опыте составляет (г): метанола 0,06, муравьиной кислоты 0,0000, кумола 0,0005, гидроперекиси кумола 0,00365, что соответствует следующим значениям конверсии веществ (%): метанола 99,5, муравьиной кислоты 100, кумола 99,7, гидроперекиси кумола 98,4. При выгрузке катализатора осмоление не обнаружено.
Пример 3 (для сравнения)
В реактор, описанный в примере 1, загружают 12 мл палладиевого катализатора, содержащего 3,0% металла на оксиде алюминия; твердый контакт не загружают. В реактор подают парогазовый поток состава, приведенного в примере 1, со скоростью 24 л/ч. Объемная скорость подачи очищаемого потока 2000 ч-1. Дополнительно к исходному потоку подается воздух в количестве, обеспечивающем температуру реакции 290oC за счет саморазогрева катализатора. За время четырехчасового балансового опыта, проведенного через 75 часов работы катализатора, подают (г): метанола 1,9200, муравьиной кислоты 0,00368, кумола 0,009616, гидроперекиси кумола 0,01218. Суммарное содержание продуктов в поглотителях в этом опыте составляет (г): метанола 0,7430, муравьиной кислоты 0,0000, кумола 0,00285, гидроперекиси кумола 0,00569, что соответствует следующим значениям конверсии веществ (%): метанола 61,3, муравьиной кислоты 100, кумола 70,4, гидроперекиси кумола 53,3 При выгрузке оказалось, что палладиевый катализатор более чем на половину покрыт смолообразными продуктами.
В реактор, описанный в примере 1, загружают 12 мл палладиевого катализатора, содержащего 3,0% металла на оксиде алюминия; твердый контакт не загружают. В реактор подают парогазовый поток состава, приведенного в примере 1, со скоростью 24 л/ч. Объемная скорость подачи очищаемого потока 2000 ч-1. Дополнительно к исходному потоку подается воздух в количестве, обеспечивающем температуру реакции 290oC за счет саморазогрева катализатора. За время четырехчасового балансового опыта, проведенного через 75 часов работы катализатора, подают (г): метанола 1,9200, муравьиной кислоты 0,00368, кумола 0,009616, гидроперекиси кумола 0,01218. Суммарное содержание продуктов в поглотителях в этом опыте составляет (г): метанола 0,7430, муравьиной кислоты 0,0000, кумола 0,00285, гидроперекиси кумола 0,00569, что соответствует следующим значениям конверсии веществ (%): метанола 61,3, муравьиной кислоты 100, кумола 70,4, гидроперекиси кумола 53,3 При выгрузке оказалось, что палладиевый катализатор более чем на половину покрыт смолообразными продуктами.
Пример 4 (для сравнения)
В реактор, описанный в примере 1, загружают 12 мл твердого контакта, подготовленного согласно примеру 2; палладий-содержащий катализатор не загружают. В реактор подают парогазовый поток состава, приведенного в примере 1, со скоростью 90 л/ч. Объемная скорость подачи очищаемого потока 7500 ч-1. Температура реакции, обеспечиваемая подачей дополнительного количества воздуха (при отключенном электрообогреве печи реактора), составляет 290oC. За время четырехчасового балансового опыта, проведенного через 150 часов работы катализатора, подают (г): метанола 7,200, муравьиной кислоты 0,0138, кумола 0,1803, гидроперекиси кумола 0,2283. Суммарное содержание продуктов в поглотителях в этом опыте составляет (г): метанола 6,547, муравьиной кислоты 0,0000, кумола 0,1554, гидроперекиси кумола 0,2011, что соответствует следующим значениям конверсии веществ (%): метанола 9,07, муравьиной кислоты 100, кумола 13,8, гидроперекиси кумола 11,9. При выгрузке твердого контакта осмоление не обнаружено.
В реактор, описанный в примере 1, загружают 12 мл твердого контакта, подготовленного согласно примеру 2; палладий-содержащий катализатор не загружают. В реактор подают парогазовый поток состава, приведенного в примере 1, со скоростью 90 л/ч. Объемная скорость подачи очищаемого потока 7500 ч-1. Температура реакции, обеспечиваемая подачей дополнительного количества воздуха (при отключенном электрообогреве печи реактора), составляет 290oC. За время четырехчасового балансового опыта, проведенного через 150 часов работы катализатора, подают (г): метанола 7,200, муравьиной кислоты 0,0138, кумола 0,1803, гидроперекиси кумола 0,2283. Суммарное содержание продуктов в поглотителях в этом опыте составляет (г): метанола 6,547, муравьиной кислоты 0,0000, кумола 0,1554, гидроперекиси кумола 0,2011, что соответствует следующим значениям конверсии веществ (%): метанола 9,07, муравьиной кислоты 100, кумола 13,8, гидроперекиси кумола 11,9. При выгрузке твердого контакта осмоление не обнаружено.
Данные примеров 1-4 сведены в таблицу.
Анализ данных таблицы свидетельствует о том, что использование каталитической композиции с применением твердого контакта с удельной поверхностью 0,2 - 1,0 м/г, прокаленного при температуре 800 - 1350oC, и палладиевого катализатора с содержанием металла 0,1 - 3% обеспечивает эффективную очистку парогазового потока, содержащего органические примеси в количестве более 1,0 об. %, в присутствии кислорода при объемной скорости 3500 - 10000 ч-1 и температуре реакции 240 - 290oC, обусловленной подачей дополнительного количества воздуха (в адиабатическом режиме, без подвода тепла извне) в течение более 150 часов; осмоления катализатора при этом не наблюдается. В отсутствие твердого контакта даже при повышенном содержании палладия (3%) при пониженной объемной скорости (2000 ч-1) и повышенной температуре реакции (290oC) уже через 75 часов работы катализатор осмоляется и эффективность очистки потока от органических соединений значительно снижается. В отсутствие палладиевого контакта даже после длительного пробега (150 часов) осмоления твердого контакта не происходит. Однако конверсия вредных органических веществ незначительна и очистка газового потока практически не происходит.
Claims (2)
1. Способ очистки промышленных газовых выбросов от ароматических соединений, в том числе от гидроперекисей, и алифатических соединений, в том числе от метанола, при содержании последнего более 1,0 об.%, заключающийся в том, что осуществляют пропускание газовых выбросов в присутствии кислорода через каталитическую систему при 240°С - 290°С, причем каталитическая система состоит из твердого контакта с удельной поверхностью 0,2 - 1,0 м2/г, предварительно прокаленного при 800 - 1350°С, и катализатора, содержащего 0,1 - 3,0% палладия на оксидно-алюминиевом носителе.
2. Способ по п. 1, заключающийся в том, что используют твердый контакт состава, мас.%:
Оксид алюминия - 5,0 - 30,0
Оксид железа (II) - 0,1 - 5,0
Оксид магния - 0,1 - 5,0
Оксид кальция - 0,1 - 5,0
Оксид калия - 0,1 - 3,0
Оксид натрия - 0,1 - 3,0
Оксид титана (IV) - 0,1 - 3,0
Оксид кремния - Остальное
3. Способ по п. 1, заключающийся в том, что процесс проводят в присутствии палладия, нанесенного на активную окись алюминия.
Оксид алюминия - 5,0 - 30,0
Оксид железа (II) - 0,1 - 5,0
Оксид магния - 0,1 - 5,0
Оксид кальция - 0,1 - 5,0
Оксид калия - 0,1 - 3,0
Оксид натрия - 0,1 - 3,0
Оксид титана (IV) - 0,1 - 3,0
Оксид кремния - Остальное
3. Способ по п. 1, заключающийся в том, что процесс проводят в присутствии палладия, нанесенного на активную окись алюминия.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000126922/12A RU2171706C1 (ru) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | Способ очистки промышленных газовых выбросов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000126922/12A RU2171706C1 (ru) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | Способ очистки промышленных газовых выбросов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2171706C1 true RU2171706C1 (ru) | 2001-08-10 |
Family
ID=48231154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000126922/12A RU2171706C1 (ru) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | Способ очистки промышленных газовых выбросов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2171706C1 (ru) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU582825A1 (ru) * | 1973-04-28 | 1977-12-05 | Предприятие П/Я Р-6991 | Способ очистки отход щих газов от органических веществ |
| SU860840A1 (ru) * | 1979-12-25 | 1981-09-07 | Предприятие П/Я А-1997 | Способ очистки анодных газов |
| SU967535A1 (ru) * | 1980-06-25 | 1982-10-23 | Филиал Восточного Научно-Исследовательского Углехимического Института | Способ очистки газов от фталевого и малеинового ангидридов и 1,4-нафтохинона |
| DE3804722A1 (de) * | 1988-02-15 | 1989-08-24 | Siemens Ag | Verfahren, vorrichtung und katalysator zur beseitigung einer organischen verbindung aus einem abgas |
| US5047377A (en) * | 1989-01-28 | 1991-09-10 | Hoechst Aktiengesellschaft | Process for the purification and recovery of the contaminated solution of the catalyst produced on carbonylation of methanol and/or methyl acetate and/or dimethyl ether |
| WO1992003213A1 (de) * | 1990-08-24 | 1992-03-05 | HÜLS Aktiengesellschaft | Verfahren zur reinigung eines oxidationsabgases |
| WO1992003214A1 (de) * | 1990-08-24 | 1992-03-05 | HÜLS Aktiengesellschaft | Verfahren zur reinigung eines oxidationsabgases mit energierückgewinnung |
| SU1672649A1 (ru) * | 1989-02-13 | 1998-05-27 | Г.М. Заборцев | Способ очистки газов от примесей органических веществ |
-
2000
- 2000-10-26 RU RU2000126922/12A patent/RU2171706C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU582825A1 (ru) * | 1973-04-28 | 1977-12-05 | Предприятие П/Я Р-6991 | Способ очистки отход щих газов от органических веществ |
| SU860840A1 (ru) * | 1979-12-25 | 1981-09-07 | Предприятие П/Я А-1997 | Способ очистки анодных газов |
| SU967535A1 (ru) * | 1980-06-25 | 1982-10-23 | Филиал Восточного Научно-Исследовательского Углехимического Института | Способ очистки газов от фталевого и малеинового ангидридов и 1,4-нафтохинона |
| DE3804722A1 (de) * | 1988-02-15 | 1989-08-24 | Siemens Ag | Verfahren, vorrichtung und katalysator zur beseitigung einer organischen verbindung aus einem abgas |
| US5047377A (en) * | 1989-01-28 | 1991-09-10 | Hoechst Aktiengesellschaft | Process for the purification and recovery of the contaminated solution of the catalyst produced on carbonylation of methanol and/or methyl acetate and/or dimethyl ether |
| SU1672649A1 (ru) * | 1989-02-13 | 1998-05-27 | Г.М. Заборцев | Способ очистки газов от примесей органических веществ |
| WO1992003213A1 (de) * | 1990-08-24 | 1992-03-05 | HÜLS Aktiengesellschaft | Verfahren zur reinigung eines oxidationsabgases |
| WO1992003214A1 (de) * | 1990-08-24 | 1992-03-05 | HÜLS Aktiengesellschaft | Verfahren zur reinigung eines oxidationsabgases mit energierückgewinnung |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2347612C2 (ru) | Катализатор производства акрилонитрила | |
| ES2436038T3 (es) | Composición catalítica para la deshidrogenación de hidrocarburos alquilaromáticos | |
| SA93140424B1 (ar) | عملية لتحضير اوليفينات خفيفة بإزالة هيدروجين البارافينات المتناظرة | |
| JP3434512B2 (ja) | 脱水素方法 | |
| RO119864B1 (ro) | Catalizator pentru reducerea conţinutului de protoxid de azot, din gaze conţinând n2o, procedeu de obţinere şi de utilizare a acestuia | |
| US6328941B1 (en) | Thermal decomposition of N2O | |
| BRPI0512020A (pt) | processo de regeneração de catalisador | |
| US7033547B1 (en) | Exhaust gas treating apparatus and vehicle equipped with the apparatus | |
| ATE74109T1 (de) | Katalysatoren zum abtrennen von sauerstoff aus luft durch absorption. | |
| JP2007260667A (ja) | 光触媒活性化システム及び光触媒の活性化方法 | |
| TW381977B (en) | Process for removing nitrogen oxides from gases | |
| WO1997004855A1 (en) | Emission control catalyst and emission control method using the same | |
| KR101301805B1 (ko) | 가스로부터 불순물을 제거하는 방법 | |
| RU2171706C1 (ru) | Способ очистки промышленных газовых выбросов | |
| RU2159666C1 (ru) | Способ очистки промышленных газовых выбросов | |
| Ivanova et al. | New and Future Developments in Catalysis: Chapter 9. Structured Catalysts for Volatile Organic Compound Removal | |
| JP5483723B2 (ja) | 亜酸化窒素分解触媒およびこれを用いた亜酸化窒素を含むガスの浄化方法 | |
| RU2140811C1 (ru) | Способ очистки промышленных газовых выбросов от органических кислородосодержащих соединений | |
| WO1999003806A1 (en) | Process for producing styrene | |
| SU986482A1 (ru) | Катализатор дл очистки газов от окиси углерода | |
| JP4964381B2 (ja) | 産業廃ガスの浄化方法 | |
| JP4512748B2 (ja) | 水性ガス転化反応用触媒 | |
| JPS63197548A (ja) | マンガン・フエライト触媒 | |
| RU2008128126A (ru) | Катализатор и способ глубокой очистки газовых смесей от сероводорода в его присутствии | |
| Niwa et al. | SEPARATION PROCESSES |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091027 |