Патент на изобретение №2155093
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ОТ МЕТАНОЛА
(57) Реферат: Изобретение относится к области очистки отходящих газов промышленных производств от метанола, в частности к способу очистки от метанола газов процесса окисления изопропилбензола. Предложенный способ очистки отходящих газов процесса окисления изопропилбензола от метанола проводят в присутствии катализатора, содержащего 0,05 – 0,5 вес.% платины, нанесенной на цеолит HZSM-5 со связующим SiO2. Способ позволяет производить очистку отходящих газов при температурах ~100oC (85-120oC) до остаточного содержания метанола < 3 ppm. 1 табл. Предлагаемое изобретение относится к области очистки отходящих газов промышленных производств от метанола, в частности, к способу очистки от метанола газов процесса окисления изопропилбензола. Окисление изопропилбензола является важным промышленным процессом для производства фенола и ацетона. Отходящий газ процесса содержит метанол в количестве около 200 ppm, кислород – 6%, пары воды, остальное – азот, и его температура не превышает 40oC. При использовании для очистки от метанола адсорбционных методов возникает проблема с регенерацией адсорбента и утилизацией адсорбированных продуктов. Оптимальным способом удаления метанола из отходящих газов процесса окисления изопропилбензола является каталитическое окисление метанола в присутствии гетерогенных катализаторов, работающих при низких температурах. Известно, что существует несколько путей превращения метанола: CH3ОН + O2 —> CO2 + H2O (1) CH3ОН + O2 —> CH2O + H2O (2) CH3ОН —> (CH3)2O + H2O (3) CH3ОН + O2 —> CO2 + H2 (4) Наиболее выгодным является каталитическое окисление метанола по реакции (1), так как в других случаях происходит образование токсичных продуктов, которые, кроме того, могут отравлять низкотемпературный катализатор [1, 2]. Основными требованиями к каталитическому способу очистки отходящих газов от метанола, помимо низкой температуры процесса, является то, что для обеспечения экологической чистоты окисление метанола должно протекать в отсутствие побочных реакций (2) – (4), а остаточная концентрация метанола в промышленных выбросах не должна превышать 20 ppm. Известен способ очистки отходящих газов от метанола при температуре 200-400oC с использованием катализатора, содержащего 0,26% палладия на оксиде алюминия [1]. Недостатком способа является высокая остаточная концентрация метанола (60 ppm) и высокая температура проведения процесса. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ очистки отходящих газов от метанола при температурах 180 – 190oC на катализаторе, содержащем смесь платины и родия в соотношении 11:1 (процентное содержание не указано), нанесенную на оксид алюминия [1]. Недостатком этого способа является невысокая степень очистки – остаточная концентрация метанола (  60 ppm) и относительно высокая температура проведения процесса.
Использование катализатора, содержащего нанесенные на оксид алюминия благородные металлы (Pd, Pt, Rh), позволяет проводить процесс очистки при 180-220oC, однако и эти температуры полного окисления метанола являются достаточно высокими; при этих температурах сохраняется вероятность протекания побочных реакций.
Целью настоящего изобретения является упрощение процесса и повышение глубины очистки отходящих газов от метанола.
Поставленная цель достигается предлагаемым способом очистки, отличительной особенностью которого является проведение процесса при температуре 85-120oC с использованием катализатора, содержащего платину на носителе – высококремнистом цеолите HZSM-5 со связующим SiO2 при следующем соотношении компонентов, вес.%:Pt – от 0,05 до 0,5; цеолит – от 69,5 до 89,95; связующее – от 10 до 30. Катализатор готовят пропиткой гранулированного цеолита со связующим раствором платинохлористоводородной кислоты с последующей сушкой и прокаливанием в токе воздуха при 500oC. Пример: 2,5 г гранулированного цеолита HZSM-5 + 15% SiO2 (фракция 1-2 мм) пропитывают 1,5 мл раствора платинохлористоводородной кислоты, содержащем 22,114 г H2PtCl6  6H2O/1000 мл раствора. Полученную массу высушивают при комнатной температуре, затем при 140oC, после чего прокаливают в токе воздуха при 500oC. Содержание Pt в готовом образце 0,5 вес.%.
В таблице приведены данные по очистке отходящего газа процесса окисления изопропилбензола от метанола. Процесс проводят путем пропускания через слой гранулированного катализатора отходящего газа, содержащего 170 ppm метанола, 6 об.% O2, остальное – азот, при температурах 85-120oC, при которых методом ДТА-ДТГ наблюдается максимум экзотермического эффекта каталитического превращения адсорбированного CH3ОН (tmax).
Как видно из приведенных примеров, только при окислении метанола на цеолитном катализаторе HZSM-5/SiO2, содержащем Pt, температура процесса очистки отходящих газов снижается до 100oC и ниже. В катализаторе может содержаться в высокодисперсном состоянии от 0,05 до 0,5 вес.% платины. Содержание связующего SiO2 в носителе варьирует от 10 до 30 вес.%, причем оптимальным является содержание 15 вес.%.
Литература1. Н.К. Plummer, J.W.L.H. Watkins, H.B. Ganohi, Applied Catalysis, 1987, v. 29, p. 261-283. 2. R.W.McCabe, P.J. Mitchell, Applied Catalysis, 1986, v. 27, p. 83-98. Формула изобретения
Pt – 0,05 – 0,5 Цеолит – 69,5 – 89,95 Связующее – 10 – 30 РИСУНКИ
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 11.02.2007
Извещение опубликовано: 20.01.2008 БИ: 02/2008
|
||||||||||||||||||||||||||
