Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА, ИСПОЛЬЗУЕМОГО В ПРОЦЕССЕ ОЧИСТКИ АЗОТОВОДОРОДНОЙ СМЕСИ ОТ КИСЛОРОДА

В промышленности известен способ приготовления катализатора для диссоциации аммиака в процессе очистки азото-водородной смеси от кислорода с использованием окиси железа. Однако катализатор, получаемый этим способом, не может быть использован для очистки азото-водородной смеси от кислорода, которая производится в другой печи в присутствии другого катализатора. В результате газоочистительная установка оказывается несколько громоздкой и недостаточно эффективной.

С целью повышения активности катализатора и получения азото-водородной смеси высокой степени чистоты, предлагается приготовлять катализатор смешением измельченного минерала дунита с гранулированной окисью железа (80-85% дунита и 15-20% окиси железа). В результате получают гранулированный катализатор с размерами зерен от 0,5 до 5 мм, обладающий высокой активностью и сохраняющий ее в течение длительного времени. Такой катализатор служит одновременно для диссоциации аммиака и для очистки азото-водородной смеси от кислорода, что позволяет вести процесс в одной печи и получать азото-водородную смесь высокой степени чистоты, т.е. дает значительный экономический эффект.

Пример. Для приготовления катализатора измельченный минерал дунит перемешивают с гранулированной окисью железа в соотношении 80-85% дунита и 15-20% окиси железа. Затем катализатор просеивают через сито с сеткой 0,5-0,6 мм для удаления мелких и пылеобразных частиц, повышающих сопротивление катализатора газовому потоку. В результате получают гранулированный катализатор с размерами зерен не ниже 0,5-0,6 мм и не выше 4-5 мм.

Катализатор засыпают в сварной цилиндр из нержавеющей стали, куда подают азот, подлежащий очистке, и газообразный аммиак. Количество подаваемого аммиака зависит от содержания кислорода в азоте и его расхода. Так, для получения азото-водородной смеси, содержащей 10% водорода, из технического азота при расходе смеси 1 м²/час необходимое количество аммиака устанавливают учетом расхода водорода, требуемого для связывания примесей кислорода в азоте (при содержании в азоте 3% кислорода количество водорода, согласно стехиометрической формулы воды, должно быть 6%) и требуемого для получения смеси заданного состава - 10% Н₂.

Таким образом, для очистки 1 м³/час газа необходимо иметь 0,16 м3/час водорода. Аммиак диссоциирует по уравнению:

2NH₃→3Н₂+N₂,

т.е. 2 объема аммиака дает 3 объема водорода. Следовательно, исходный расход аммиака, должен составить 0,107 м³/час. При диссоциации такого количества аммиака выделяется 0,054 м³/час азота, который должен быть учтен при определении расхода технического азота.

Точный режим работы катализатора устанавливают в каждом конкретном случае экспериментальным путем в зависимости от расхода газа и его состава. При диаметре цилиндра 80 мм и его высоте 180 мм катализатор обеспечивает очистку 0,6 м³ азота в 1 час. Наиболее интенсивно процесс идет при 600-650°С.

Степень чистоты полученного газа по кислороду оценивают прибором Мугдана и индикаторной лампой. При 6-литровой колбе цвет медно-аммиачного раствора в приборе Мугдана не изменяется, что свидетельствует об отсутствии в газовой смеси даже следов кислорода. Не меняется и цвет индикаторной лампы. Такую, очистку азото-водородной смеси, могут обеспечить только катализаторы платинопалладиевой группы.

Предлагаемый катализатор выгодно отличается от платийопалладиевых тем, что в качестве активного газа при очистке смеси от кислорода аммиак используется непосредственно. Ни один из известных катализаторов не обладает таким свойством.