Виды ванадиевого катализатора

Ванадиевый катализатор готовят различного состава. Обычно его называют сокращенно начальными буквами элементов, соединения которых входят в его состав. У нас применяют катализаторы БАВ (барий, алюминий, ванадий) и СВД (сульфо-ванадато-диатомовый).

БАВ (барий, алюминий, ванадий) состава:

V₂О₅ (7 %) + К₂SО₄  + ВаSО₄  + Аl₂(SО₄)₃  + SiО₂ (кремнезем)

        катализатор                  активатор                             носитель

СВД (сульфо–ванадато–диатомовый) состава:

V₂О₅ (7 %) +    К₂S₂О₇ + диатомит + гипс

      катализатор           активатор            носитель

Для приготовления бариевого алюмованадиевого катализа­тора (БАВ) смешивают при нагревании до 70°С щелочной рас­твор ванадата калия KVO₃ с раствором калийного силиката K₂O·nSiO2 (жидкое калиевое стекло). В полученную смесь медленно добавляют при непрерывном перемешивании солянокислый раствор треххлористого алюминия AlCl₃ и водного раствора хлористого бария BaCl₂. Выпадающий белый хлопьевидный осадок отфильтровывают на фильтр-прессе, затем отжимают на гидрав­лическом прессе до содержания в нем влаги 40—45%. Полученную влажную массу формуют в виде таблеток, гранул или ко­лец. Заформованную массу сушат до содержания в ней влаги 15% в течение 30 ч, постепенно увеличивая температуру от 60 (в начале) до 115°С (в конце сушки). В сухой ванадиевой контактной массе БАВ содержится ванадия в пересчете на V2O5 7—8%. Насыпной вес гранулированного катализатора примерно 450—500 г/л.

Приготовленный катализатор обрабатывают (насыщают) сернистым газом. Этот процесс следует вести осторожно, так как он сопровождается значительным выделением тепла и возможен перегрев катализатора, что приводит к спеканию контактной массы и потери ею активности. Для устранения перегрева контактной массы насыщение ведут слабым сернистым газом, содержащим не более 0,5% SO2. При насыщении образуются сульфаты, выделяется хлор, катализатор приобретает желтоватую окраску, насыпной вес его возрастает до 600—650 г/л, а объем при этом несколько уменьшается. Катализатор насыщают сернистым газом чаще всего на заводах в контактных аппаратах.

Для приготовления ванадиевого катализатора СВД (сульфо-ванадато-диатомовый) исходными материалами служат диатомит— инфузорная земля, пятиокись ванадия, гипс и бисульфат калия. Их измельчают в шаровых мельницах, смешивают в смесителях с небольшим количеством воды до пастообразного состояния, затем массу формуют в виде гранул или колец. Заформованный катализатор подсушивают и прокаливают при 500— 700° С. При этом он теряет воду, а бисульфат калия KHS04 переходит в пиросульфат калия

                                                                                 (15)

который с  образует активный комплекс . Приготовленный катализатор не требует насыщения сернистым газом. Он обладает высокой механической прочностью. Гранулы ванадиевого катализатора СВД имеют светло-коричневый цвет, их средний диаметр 3,5 мм, насыпной вес 570 — 600 г/л. Катализатор СВД формуют также в виде колец с внешним диаметром 8—12 мм, внутренним диаметром 2,5—4,5 мм и высотой кольца 8—12 мм. [4]

При нагревании ванадиевого катализатора выше 650° С во время применения в контактном аппарате активность его сравнительно быстро снижается. Причины этого точно не установлены. По-видимому, при перегревании изменяется структура катализатора, уменьшаются его пористость и активная поверхность. Кроме того, при повышении температуры выше 650° С, возможно, происходит взаимодействие калия с кремнеземом носителя, в результате чего разрушается активный комплекс  и выделяется .