Введение к работе
Актуальность темы. Развитие современной химической промышленности направлено на разработку интенсивных, экологически безопасных и экономически целесообразных технологий. Определяющей стадией процесса производства серной кислоты является окисление ди-оксида серы в триоксид, которое проводят при атмосферном давлении на ванадиевых катализаторах, расположенных неподвижными слоями на полках контактного аппарата. Интенсификация этого процесса имеет несколько направлений, в том числе:
увеличение концентрации диоксида серы и кислорода в реакционном газе;
расширение температурного интервала контактирования;
- повышение надежности работы контактного узла.
Вследствие значительной экзотермичности процесса окисления
диоксида серы и невысокой термостойкости существующих промышленных ванадиевых катализаторов, переработка сернистых газов повышенной концентрации в адиабатическом режиме не представляется возможной.
Работы, проведенные в лаборатории катализаторов и каталитических реакций кафедры технологии неорганических веществ Новочеркасского государственного технического университета показывают, что применение для этих целей твердофазных термо- и ядостойких неванадиевых катализаторов ограничено высокой температурой их зажигания, что затрудняет процесс их внедрения в промышленность.
С целью повышения эффективности работы контактных узлов представляется целесообразным использовать на первых стадиях катализа бифункциональные слои катализаторов с жидкофазпым состоянием активного компонента в условиях окисления диоксида серы, что повышает производительность и увеличивает надежность системы в целом.
Цель работы. Совершенствование технологии окисления диоксида серы в триоксид, позволяющее перерабатывать реакционные газы различного состава и происхождения с наименьшими материальными затратами и минимальным ущербом окружающей среде. Прогнозирование катализаторов с заданными свойствами, изучение зависимости свойств
жидкофазных сернокислотных катализаторов от реологических свойств их активного компонента. Разработка низкотемпературного жидкофаз-ного катализатора для работы на верхних слоях контактного аппарата и высокотемпературных жидкофазных катализаторов для работы в зоне повышенных температур.
Научная новизна. На основе прогнозирования и комплексного изучения физико-химических и каталитических свойств многокомпонентных систем содержащих соединения щелочных и переходных металлов:
установлена обратная зависимость контактных свойств катализаторов от вязкости активного компонента как в низко- так и в высокотемпературной областях;
впервые представлены диаграммы электропроводности полученных систем
показаны основные направления синтеза жидкофазного активного компонента сернокислотных катализаторов.
Практическая ценность. На основе проведенных исследований разработан низкотемпературный катализатор для работы в верхней части первого слоя контактного аппарата, содержащий соединения таллия, позволяющий снизить температуру газов на входе в контактный аппарат, что дает возможность перерабатывать сернистые газы повышенной концентрации. Разработаны высокотемпературные жидкофазные неванадиевые и ванадийсодержащие катализаторы для работы в нижней части первого слоя контактного аппарата, позволяющие расширить верхний температурный интервал работы контактной массы в условиях окисления концентрированных сернистых газов.
Апробация работы.. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на: XV Всесоюзной конференции по технологии неорганических веществ (Казань, 1991 г.), Всероссийской конференции по физико-химическому анализу многокомпонентных систем (Махачкала, 1997 г.), научно-технических конференциях Новочеркасского государственного технического университета (1990-1992, 1997-1998 г.г.)
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 печатных пабот в том числе 2 автопских свидетельства и 1 патент.
Структура и объем работы .Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы, включающего 136 наименований
отечественных и зарубежных работ. Работа изложена на ПО страницах машинописного текста, содержит 35 рисунков, 10 таблиц.
