Национальный исследовательский

Спецификация к рис. 4. 1, 4, 7, 28 – реакторы; 2, 6, 20, 29 – центробежные на-
сосы; 3 – мерник суспензии оксида цинка; 5 – аппарат для растворения CrO
3
; 8, 
30 – мерники; 9 – реактор смешения; 10, 14 – циклоны-разгрузители; 11, 15 – емко-
сти-бункеры; 12, 16, 17 – шнековые питатели; 13, 18, 19, 26 – платформенные весы; 
21 – вакуум-гребковые сушилки; 22, 24, 41 – шнеки транспортные; 23 – бункер с 
вибратором; 24 – электропечь; 25 – охлаждаемый шнек; 27 – смеситель; 31 – бункер-
уплотнитель; 32 – таблетмашина; 33 –ленточный конвейер; 34 – мокрый пылеулови-
тель; 35 – конденсатор; 36, 39 – вакуум-насосы; 37 – фильтр рукавный; 38 – центро-
бежный вентилятор; 40 – выхлопная труба. 
Измельченный малахит вакуум-пневмотранспортом через циклон-
разгрузитель (14) подается в емкость-бункер (15), оттуда питателем (17) 
направляется в бункер платформенных весов (18). Отвешенное количе-
ство малахита небольшими порциями питателем загружается в реак-
тор (4). 
Масса в реакторе (4) перемешивается в течение 2 ч при температу-
ре 80–90 ºС. При этом в реакторе протекает реакция с выделением диок-
сида углерода 
3Cu
2
CO
3
(OH)
2
+2H
2
CrO
4
=2[CuCrO
4
·2CuO·2H
2
O]+3CO
2
+H
2
O. 
Термообработка (сушка и прокаливание) катализаторной массы. 
Готовая катализаторная масса насосом (20) подается в вакуум-
гребковые сушилки (21), где сушится в течение 12–16 ч при остаточном 
давлении 500 мм рт. ст. с постепенным подъемом температуры до
100–120 ºС. Высушенная катализаторная масса с влажностью 10 % мас. 
транспортным шнеком (22) подается в бункер с вибратором (23), из ко-
торого непрерывно загружается в прокалочную электропечь (24). Про-
каливание проводится при t=450–500 ºС в течение 6–8 ч и сопровож-
дается следующими реакциями: 
2Al(OH)
3
→Al
2
O
3
+3H
2
O, 
CuCO
3
·Cu(OH)
2
→2CuO+CO
2
+H
2
O, 
2[CuCrO
4
·2CuO·2H
2
O]→Cr
2
O
3
+6CuO+1,5O
2
+4H
2
O. 
Образующаяся в процессе сушки в вакуум-гребковых сушил-
ках (21) паровоздушная смесь проходит мокрые пылеуловители (34), 
конденсатор (35), где конденсируются пары воды, а воздух вакуум-
насосом (36) выбрасывается через выхлопную трубу (40) в атмосферу. 
Конденсат сокового пара из конденсатора (35) собирается и направляет-
ся далее в реактор (1) на приготовление суспензии оксида цинка, в ап-
парат (5) и реактор (7) для приготовления раствора хромовой кислоты. 
Промывная вода из мокрых пылеуловителей (34), содержащая пыль 
катализаторной массы, собирается в сборник (на схеме не показан), где 
отстаивается. Осветленная часть промывных вод вновь направляется на 
орошение мокрых пылеуловителей (34). Сгущенная масса из сборника 
направляется в реактор (4). 

---

27 
Реакционные газы после прокалочной электропечи (24) разбавля-
ются воздухом до t=200–250 ºС, очищаются в рукавном фильтре из 
стеклоткани (37) и вентилятором (38) выбрасываются через трубу (40) в 
атмосферу, предварительно разбавленные воздухом до t=80 ºС. Разре-
жение в циклонах-разгрузителях (10, 14) создается вакуум-насосом (39). 
Смешение прокаленной контактной массы с раствором бихрома-
та меди и графитом. Прокаленная катализаторная масса через охлаж-
даемый шнек (25) подается в дозировочный бункер, установленный на 
платформенных весах (26), где взвешивается и ссыпается в смеси-
тель (27). Сюда же загружается графит и заливается отмеренное количе-
ство раствора бихромата меди, который готовится в реакторе (28). 
В этом реакторе хромовая кислота, залитая из мерника (8), растворяет 
небольшие порции малахита, подаваемые из емкости-бункера (15) пита-
телем (16) через бункер платформенных весов (19). Растворение мала-
хита в хромовой кислоте протекает при t = 70–80 ºС в течение одного 
часа по реакции 
Cu
2
CO
3
(OH)
2 
+ 4H
2
CrO
4 
= 2[CuCr
2
O
7
·2H
2
O] + CO
2 
+ H
2
O. 
Таблетирование контактной массы. Готовый раствор насосом (29) 
перекачивается в мерник (30), из которого заливается в смеситель (27). 
Масса в смесителе перемешивается в течение 10–15 мин и выгружается 
через транспортный шнек (41) в бункер-уплотнитель (31), где уплотня-
ется и направляется на таблетирование в таблетмашины (32). Таблетки 
катализатора с ленточного конвейера (33) засыпаются в барабаны, кото-
рые направляются на склад готовой продукции. 
Восстановление катализатора. Свежеприготовленная контактная 
масса содержит в своем составе оксиды металлов, однако каталитиче-
скую активность проявляет металлическая медь. С целью активации ка-
тализатора его восстановление проводится в реакторе периодического 
действия или промышленном конверторе при атмосферном давлении. 
В качестве восстанавливающего агента используется азотоводородная 
смесь (АВС). Восстановление протекает по реакции: 
CuO + H
2
= Cu + H
2
O. 
Условия выбираются таким образом, чтобы оксиды других метал-
лов не восстанавливались. Процесс восстановления в промышленном 
агрегате подразделяется на следующие стадии: 
1. Разогрев катализатора циркулирующим азотом до 180–200 ºС со 
скоростью 30 ºС/ч. 
2. Начальный период восстановления при концентрации водорода в 
АВС ~ 0,3 % об. Время восстановления 3–4 ч. 

---

28 
3. Увеличение содержания водорода в АВС до 1,0–1,2 % об. и тем-
пературы до 230 ºС в течение 3–4 ч. Восстановление катализатора при 
этих условиях 5–6 ч. 
4. Увеличение концентрации водорода в АВС до 4–5 % об. Вы-
держка катализатора 3–4 ч. 
5. Увеличение концентрации водорода в АВС до 10–20 % об. и вы-
держка катализатора в течение 3 ч для достижения полного восстанов-
ления. 
Процесс восстановления катализатора на месте его производства 
проводится в несколько стадий, а именно: загрузка, продувка, разогрев 
катализатора, восстановление, охлаждение, пассивация, вновь охлажде-
ние и выгрузка катализатора. На все операции затрачивается около 86 ч. 
На рис. 5 приведена схема восстановления катализатора в реакторе пе-
риодического действия. 
Чистый азот после газодувки (4) проходит теплообменник-
рекуператор (5), где подогревается отходящими газами до t = 190 ºС, и 
поступает в электроподогреватель (6) для подогрева до t = 240 ºС. По-
догретый газ направляется в колонну (1) для разогрева катализатора, 
который продолжается в течение 4–5 ч, после чего начинается восста-
новление. Для восстановления в циркулирующий газ дозируются азото-
водородная смесь или водород таким образом, чтобы концентрация во-
дорода постепенно повышалась и достигала ~ 8 % об. 
Отработанный газ проходит циклоны (2) и направляется в тепло-
обменник (5) для рекуперации тепла. Затем газ охлаждается до t = 35 ºС 
в холодильнике (3), проходит влагоотделитель (7) и поступает снова на 
вход газодувок (4). 
Восстановление считается законченным, когда начинается медлен-
ное снижение температуры контакта, и состав восстанавливающего газа 
до и после слоя катализатора остается постоянным.
Восстановленный катализатор охлаждают до t = 50 ºС чистым цир-
кулирующим по схеме азотом в течение 6 ч.