Введение к работе
Актуальность 1>аботи Серная кислота является одним из важ
нейших продуктов химической промышленности, темпц производства
которого определяют развитие многих отраслей народного хозяйс
тва. Удовлетворение растущего спроса на серную кислоту возможно
путем создания высокоэффективных сернокислотных систем. Промыш
ленное, производство серной кислоты осуществляется в основном по
схеме двойного контактирования и двойной абсорбции триоксида се
ры (ДК/ДА), позволяющей достигать высоких степеней конверсии S02
в S03 (99,7 - 99,8 %). Усовершенствование сернокислотного произ
водства происходит за счет создания новых и улучшения существую
щих технологий, а также катализаторов. Более высокие степени
конверсии возможно достичь в перспективных сернокислотных систе
мах тройного контактирования и в системах под давлением. Их при
менение еще более расширяет температурный и концентрационный ди
апазоны работы катализаторов, достаточно широкие в обычных сис
темах ДК/ДА, работающих под атмосферным давлением. Новые, техно
логические схемы предполагают, переработку газов как с высокими
(~100 кПа), так и с очень низкими (~0,2 кПа) парциальными давле
ниями оксидов серы. Поскольку состояние ванадиевых катализаторов
существенно зависит от реакционных условий, можно полагать, что
их оптимальный состав также будет различен в зависимости от тем
пературы и парциального давления оксидов серы, растворяющихся,в
активном компоненте. Поэтому проблема оптимизации химического
состава ванадиевых сернокислотных катализаторов, в том числе
подбора наиболее эффективных промоторов, является весьма акту
альной.
Целью настояли работы явилось установление возможной связи между способностью ванадиевых сернокислотных катализаторов поглощать триоксид серы из реакционной смеси и их активностью в различных реакционных условиях, (парциальное давление оксидов серы, температура).
Научная новизна. ' В широком диапазоне парциальных давлений S03 (1-33 кііа) и температур (673-873 К) получены новые данные по сульфатному составу пентоксида ванадия, различных щелочных промоторов, сульфата магния и катализаторов различного состава, что позволило уточнить структуру активного компонента и высказать
предположение о непостоянстве оОъема активного компонента при различных условиях проведения реакции.
Дли і«чталийіітора о калиевым промотором получены новые данные по влиянию содержания активного компонента в катализаторе на его активность при низких її високих парциальных давлениях SO,, установлены граніти влияния степени сгерхсульфатизации активного компонента на активность катализатора.-
Дли процесса окисления :>'иг в SO, под давлением обнаружен повнії вид кривой гистерезиса активности катализатора по степени превращения. Показано, что рубидиевый и цеаиевыя промотори увеличивают активность катализатора как при низких, так и при высоких парциальных даплочпях 50л в реакционной смеси.
На основании представлении о существовании связи между стабильность.' океоеулыЬатоианадатов щелочных металлов и радиусом их" катионов дано теоретическое обоснование полученных резулітатов по активности катализаторов.
Практическая ценность работы Предложены оптимальний составы катализаторов для второй стадии контактировании сернокислотных систем ДК/Д/І (на основе смешанного калий- натриевого промоти-рованил) и для систем под давлением (при дополнительном промотк-ровшшп фосфатами .(в частности нефелиновый антшшрен) или сульфатами рубидия (цезия).
Получены данные но активности катализаторов, разработанных в Институте катализа-СО I ЛИ для процесса получения серной кислоты под давлением.
Апробация работы Результаты работы долояенн и обсулденм на 5-ой иаучію-техиическої) конференции молодих ученых и аспирантов РХГУ им. . Д. И. Менделеева (г. Москва, 1921г.), на 15--П Всесоюзной конференции по технемпгл неорганических веществ (г. Казань. 1991г.).
Вклад anrojia. Автором выполнены все эксперименты ію изучению степени сверхсульфатнзации активного компонента и кинетике окисления диоксида серн, проведена обработка и интерпретация результатов.
Публикации. По теме диссертации опубликовано С статей.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения,- четырех глав, заключения, выводов и библиографии. Работа изложена на 164 стр. , включая ?)) рисунков и 2 таблицы список цитируемой литературы включает 171 наименований.
