CC BY
102
рабатывают в производство мочевины путем многоступенчатой сорбции-десорбции, что энергетически невыгодно, но в данном случае неизбежно. Таким образом, с точки зрения возможности уменьшения энергетических затрат при кооперировании с производством мочевины процессы получения меламина из мочевины при низком давлении проигрывают по сравнению с процессами, проводимыми при высоком давлении.
Таким образом, серьезные сдвиги в экономике производства меламина возможны лишь при создании единого производства мочевины и меламина с общей системой энергетически целесообразной переработки смеси аммиака и двуокиси углерода в мочевину. В этом направлении работают и фирмы, владеющие процессами синтеза мела-мина при высоком давлении, и фирмы, развивающие процессы, проводимые при низком давлении. Как те, так и другие процессы успешно развиваются.
В настоящее время ОАО «НИАП» и НИ РХТУ им. Д.И. Менделеева проводят совместные работы по разработке принципиальной технологической схемы процесса каталитического синтеза меламина из карбамида, а также катализатора, для данного процесса.
Основные технологические параметры: плав карбамида подается в реактор под P = 0,8 МПа при t = 140-1600С; объемная скорость подачи аммиака в реактор 500-750 ч-1, температура аммиака 350-5000С, массовое соотношение плав:газ = 1:(7-9). Температура синтеза меламина в реакторе 350-4500С, давление в реакторе 0,1 -0,2 МПа. Температура сублимации меламина 180-2000С. Степень превращения карбамида ~ 98%. Содержание целевого компонента в продукте ~ 99,8%.
На катализаторном производстве ОАО «НИАП» изготовлена опытная партия катализатора для процесса синтеза меламина.
Список литературы
1. Пат. № 10231 Japan, МКИ С 07 C 229/52, Process for the préparation of melamine / L. Noth (Japan). [American Cyanamid Co. (США)].- № 387-895; Заявл. 30.03.82; Опубл. 16.06.84; НКИ 544-203.
2. Haines, W. Process for production of melamine/ W.Haines //Nitrogen. London - 1988. -V. 12. - № 41. - P. 1438-1439.
3. Альтшулер, Л.Н. Синтез меламина из карбамида под высоким давлением/ Л.Н.Альтшулер, В.И.Кучерявый // Журн. хим. промышленность. - 1986. - Т. 12, № 28. - С. 899-902.
4. Заграничный, В.И. Исследование синтеза меламина из карбамида/
B.И.Заграничный, О.С.Рукевич // Журн. хим. промышленность. - 1987. - Т. 9, № 21. -
C. 772-774.
УДК 66.0976
Л.В. Култыгин, В.А. Трошина, С.В. Шустов, Е.В. Головня
Новомосковский институт Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева,
Новомосковск, Россия
ООО «НТЦ «АЛВИГО-М», Москва, Россия
РАЗРАБОТКА КАТАЛИЗАТОРОВ ДЛЯ РАЗЛОЖЕНИЯ ЗАКИСИ АЗОТА В ОТХОДЯЩИХ ГАЗАХ
The article presents the results of development, testing and use in industrial conditions of catalyst for cleaning waste gases in production of nitric acid from nitric oxides including N2O to reduce the concentration of toxic and greenhouse gases in the air.
В публикации приводятся результаты разработки, испытания и эксплуатации в промышленных условиях катализаторов для очистки выбросных газов производств азотной кислоты от оксидов азота, в том числе от N2O, с целью снижения концентрации токсичных и парниковых газов в атмосфере.
Азотная промышленность выбрасывает значительные количества парниковых газов, среди которых наиболее токсичными являются оксиды азота (II) и (IV). Их допустимая разовая концентрация в атмосфере воздуха составляет 0,085 мг/м , что требует высокой эффективности очистки. Гемиоксид азота N2O малотоксичен, его предельно допустимая концентрация в производственных помещениях составляет 200 мг/м3, поэтому в агрегатах азотной кислоты не предусмотрено систем очистки от закиси азота, несмотря на то, что по парниковому эффекту он превосходит углекислый газ в 300 раз.
Решить проблему очистки газов от оксидов азота может экологический катализ. Так, например, успешно осуществляется промышленная эксплуатация разработанных в ОАО НИАП никель - медных катализаторов серии НКО в процессах каталитического восстановления NO, NO2 в отходящих газах агрегатов по производству азотной кислоты на различных предприятиях (г. Новомосковск, Кировочепецк, Кемерово, Новомен-делеевск, Березняки и др.).
Однако в последнее время все более актуальной задачей становится очистка газовых выбросов от N2O. Примерно 6% озона атмосферы деструктурируется закисью азота. Одним из основных источников загрязнения атмосферного воздуха N2O являются производства азотной кислоты, где он образуется как побочный продукт на стенках контактного аппарата и на платиноидных сетках. Будучи несолеобразующим оксидом, N2O не переводится в азотную кислоту и выводится в атмосферу с отходящими газами. Также гемиоксид азота не восстанавливается в достаточной мере в реакторе каталитической очистки, где происходит восстановление NO, NO2 до элементарного азота на имеющихся катализаторах. В настоящее время в НИАП и в «АЛВИГО-М» ведутся разработки катализатора, активного в разложении N2O в реакторе каталитической очистки NO и NO2. Одним из эффективных и экономически обоснованных способов обезвреживания закиси азота является каталитическое разложение на катализаторе второй ступени, расположенном непосредственно под платиноидными сетками контактного аппарата в зоне максимальных температур.
В ходе предварительных лабораторных испытаний катализаторов, разработанных в ОАО НИАП, было выяснено, что в реакции разложения закиси азота проявляют активность различные каталитические системы, в частности, медь - никелевые и медь -цинковые. Однако при испытаниях в контактном аппарате одного из химических предприятий при температуре более 880°С и объёмной скорости w=50000 ч-1 было выяснено, что промышленные никель - медные катализаторы недостаточно эффективны вследствие процесса шпинелеобразования: при температуре в зоне реакции 800°С степень разложения N2O составила 84%, при нагреве до 930°С-96%, а при последующем снижении температуры до 800°С - 60%. В процессе исследования медь - цинковых катализаторов смешанного типа было отмечено, что при высоких температурах (порядка 800-900°С) происходит значительное снижение механической прочности, вероятно, из-за фазовых превращений в изучаемых системах при повышенных температурах. Но активность таких катализаторов оставалась высокой: при температуре 800°С степень разложения N2O составила 89%, при нагреве до 900°С-92%, а при последующем снижении температуры до 800°С-85%, что свидетельствует о высокой термостабильности медь -цинковой системы. Важно отметить, что никель - медные катализаторы проявляют высокую активность в процессе окисления аммиака, это позволяет использовать их во второй ступени контактного аппарата вместо стандартных железо - хромовых катализаторов. Медь - цинковые катализаторы такой активностью не обладают. Особенно важна
высокая активность катализаторов при низких температурах (800 - 850°С), так как в таких условиях образуется особенно много гемиоксида азота (до 1600 - 1000 ppm соответственно). В процессе очистки от закиси азота были испытаны модифицированные каталитические системы. При остаточном содержании N2O в выбросном газе после очистки исходным катализатором 0,011% и температуре 850°С после введения модифицирующей добавки концентрация N2O снизилась до 0,006%. В настоящее время ведутся работы по созданию новых бифункциональных каталитических систем различного состава, нанесенных на керамические носители, обладающих высокой активностью в процессах окисления аммиака и разложения закиси азота, термостойких и механически прочных.
Таким образом, показана перспективность использования никель - медных и медь - цинковых модифицированных катализаторов, обладающих высокой механической прочностью и термостабильностью, в процессе очистки выбросных газов от закиси азота.
УДК 665.658.2+660.92.573
Н.М. Максимов, Н.Н. Томина, А.А. Пимерзин
Самарский государственный технический университет», Самара, Россия
ИССЛЕДОВАНИЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ
ГИДРООЧИСТКИ МЕТОДОМ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ТЕРМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
The comparison of catalysts activity, modified by vanadium, in process of hydrotreatment diesel fractions at conditions of flowing bench scale reactor under pressure of hydrogen with the data of the differencial-thermal analysis (DTA) was carried out. Dependence between temperatures of a maximumes of oxidation of a sulphidic sulfur and catalysts activity in reactions of hydrodesulfurisation and hydrogenation of polyaromatic hydrocarbones is shown.
Проведено сопоставление активности модифицированных ванадием катализаторов в процессе гидроочистки дизельных фракций в условиях проточной установки под давлением водорода с данными дифференциально-термического анализа. Показана зависимость между температурами максимумумов окисления сульфидной серы и кокса и активностью катализаторов в реакциях гидродесульфуризации и гидрирования полициклических ароматических углеводородов.
Дезактивация катализаторов в крупнотоннажных процессах - главная проблема, на решение которой приходится 90 % инвестиций в области катализа [1]. Одной из основных причин потери активности и стабильности гетерогенных катализаторов являются отложения кокса на их поверхности в результате протекания реакций полимеризации и поликонденсации. Метод дифференциально-термического анализа (ДТА) и термогравиметрии (ТГА) благодаря своей простоте и экспрессности получил широкое распространение для изучения различных катализаторов, в том числе прошедших испытания в каком-либо процессе и содержащих отложения кокса [1-3].
Возможность исследования сульфидированных алюмоникельмолибденовых (АНМ) катализаторов термоаналитическим методом показана в [4-6]. Данная работа проведена с целью исследования влияния некоторых модифицирующих добавок в алюмоникельмолибденовые (АНМ) катализаторы на их активность в реакциях в процессе гидроочистки и на характер отложений кокса на их поверхности, а также на прочность связи серы с активной фазой. Методом соэкструзии гидроксида алюминия и водных растворов солей активных компонентов: (NH4)6Mo7O24*4H2O, Ni(NO3)2*6H2O и NH4VO3 синтезированы АНМ катализаторы, модифицированные ванадием (АНМВ) (образцы №№ 1 - 5). Готовые катализаторы сушили и прокаливали, конечная темпера-
