Национальный исследовательский

7.2. Методы получения и технологические схемы производств 
7.2.1. Производство бариевой алюмованадиевой контактной массы 
Бариевая алюмованадиевая контактная масса (БАВ) примерно от-
вечает формуле: 
2
5
2
2
3
2
12
0,5
2
3
V O
SiO
Al O
K O BaO nKCl





, 
где n≈2; V
2
O
5 
– активный компонент; K
2
O, BaO – активаторы; SiO
2 
– но-
ситель, обеспечивающий пористую структуру; Al
2
O
3 
– стабилизатор 
структуры носителя, повышающий стойкость катализатора. 
7.2.1.1. Исходное сырье 
Основным исходным сырьём для приготовления катализатора БАВ 
служат: 
Пентоксид ванадия технический – V
2
O
5
. 
Калийное жидкое стекло – K
2
O·3SiO
2
. 
Хлорид бария – BaCl
2
. 
Гидроксид калия – КОН. 
Соляная кислота – HCl. 
Металлический алюминий. 
7.2.1.2. Метод получения и технологическая схема производства 
Готовят контактную массу БАВ методом осаждения периодиче-
ским способом. Последовательность производственных стадий можно 
представить следующим образом: 
 приготовление исходных растворов; 
 осаждение катализаторной массы; 
 фильтрование осадка; 
 формование контактной массы; 
 сушка гранул; 
 активирование катализатора. 
Технологическая схема производства контактной массы БАВ при-
ведена на рис. 12. 
Приготовление исходных растворов. Исходные растворы KVO
3
, 
АlСl
3
и BaCl
2
готовят в катализаторном цехе. Щелочной раствор КVО
3
, 
содержащий 40–70 г/л V
2
O
5
, получают по реакции: 
2
5
3
2
2
2
.
V O
KOH
KVO
H O




---

74 
Рис
. 12. 
Технологическая
 схема
 производства
 катализатора
 БАВ
: 
1, 4, 5, 6 – 
баки
 с
 мешалками
 для
 приготовления
 растворов
; 2, 7 – 
сборники
; 3,8 – 
мерники
; 9 – 
смеситель
 кислых
 раство
-
ров
; 10 – 
реактор
; 11 – 
сборник
 жидкого
 стекла
; 12 – 
цистерна
 с
 жидким
 стеклом
; 13 – 
монжус
;
14 – 
фильтр
-пресс
; 15 – 
гидравлический
 пресс
; 16 – 
формовочная
 колонна
; 17 – 
вагонетки
; 18 – 
туннельная
 сушилка
;
19 – 
бункер
 просева
; 20 – 
вибросито
 

---

75 
В железный бак (1), снабженный мешалкой и паровым обогре-
вом, заливается отмеренное количестве воды, загружается пентоксид 
ванадия технический, и добавляется раствор КОН. Реагенты при тем-
пературе 90–100 °С перемешиваются 1,5–2,0 ч, после чего прекраща-
ется доступ пара. Раствор отстаивается от твердого шлама, присутст-
вующего в техническом V
2
O
5
, и осторожно перекачивается центро-
бежным насосом в сборник (2). Мольное соотношение 
2
2
5
:
K O V O  в го-
товом растворе должно быть 2:3. Алюминий в контактную массу вво-
дится в виде кислого раствора хлорида с содержанием 90–140 г/л 
AlCl
3
, для приготовления которого используется очищенная от следов 
H
2
SO
4
соляная кислота. Присутствие серной кислоты при осаждении 
контактной массы недопустимо, поскольку образующийся BaSO
4
ухудшает качество полученного осадка. Серная кислота из техниче-
ской НСl удаляется раствором хлорида бария в реакторе (5), где про-
исходит предварительное осаждение сульфата бария: 
2
4
2
4
2
.
H SO
BaCl
BaSO
HCl


 
В гумированный бак (4), снабженный мешалкой, предварительно 
заливается соляная кислота, очищенная от следов Н
2
SO
4
, затем вносит-
ся металлический алюминий. Хлорид алюминия образуется при темпе-
ратуре 50 °С по реакции 
3
2
2
6
2
3
.
Al
HCl
AlCl
H



Готовый раствор сливается в смеситель кислых растворов (9). 
Раствор BaCl
2
·2H
2
O готовится в железном реакторе (6). Вода на-
гревается острым паром до 90–100 °С, и при непрерывном перемеши-
вании сжатым воздухом в аппарат загружается технический хлорид ба-
рия двухводный. Растворение ведется до получения плотности 
раствора 1,24 г/см
3
. После отстаивания (4 час) раствор перекачивается в 
сборник (7) и далее через мерник (8) в смеситель кислых растворов (9). 
Осаждение катализаторной массы. Осаждение катализатора 
проводится в деревянном чане (10), куда сначала заливается приготов-
ленный раствор KVO
3
и калийное жидкое стекло, которое привозят на 
завод в цистернах. Смесь в баке (10) подогревается острым паром 
до 70 °С, и при непрерывном перемешивании из бака (9) добавляется 
смесь кислых растворов хлоридов алюминия и бария, разбавленных со-
ляной кислотой. Осаждение протекает по реакциям 
3
2
3 2
2
2
2
2
2
(
)
2
,
3
3
2
.
KVO
BaCl
Ba VO
KCl
K O SiO
BaCl
Ba SiO
KCl








По окончании приливания кислых растворов, вводится 20 %-й 
избыток ВаСl
2
. Осаждение продолжается 2 ч. Полидисперсный осадок 

---

76 
в виде пульпы из реактора (10) самотеком сливается в монжус (13). Из 
него сжатым воздухом пульпа передавливается в фильтр-пресс (14), 
где происходит фильтрование и отжим осадка. 
Фильтрование осадка. На гидравлический пресс (14) осадок по-
ступает с влажностью 70–80 %. Масса заворачивается в пакеты из 
фильтрующей ткани, которые помещаются между железными плитами 
гидропресса и сжимаются до давления 15–17 МПа. Фильтрат вытекает 
через боковые стороны пакета. После отжима влажность осадка состав-
ляет 50–55 %. 
Формование контактной массы. В данной схеме формование кон-
тактной массы осуществляется на формовочной машине экструзионного 
типа (16). При вращении лопастного винта в корпусе машины (16) кон-
тактная масса продавливается через решетку с отверстиями 
(фильерами) 4–6 мм и падает на железные противни, которые вагонет-
кой (17) транспортируются в туннельную сушилку (18). Возможно фор-
мование массы с помощью таблетмашины в виде колец и таблеток. 
Сушка гранул. Сушка гранул проводится горячим воздухом, на-
гнетаемым вентилятором. Сушилка представляет собой кирпичную ка-
меру длиной 16 м и шириной 1,3 м, в которую помещается одновремен-
но 9 вагонеток. Продолжительность сушки составляет не менее 30 ч. 
Температура на входе в сушилку составляет 40 °С, в конце процесса 
поднимается до 115 
С за счет осуществления противотока теплоноси-
теля. Влажность готового продукта составляет менее 15 %. 
Активирование катализатора. Контактная масса, содержащая 
хлориды, не активна. Она активируется путем обработки сернистым ан-
гидридом при температуре 400–600 °С. Образующийся при этом SO
3
вытесняет хлор. Активация обычно проводится в промышленных кон-
тактных аппаратах сернокислотного цеха. В целях предотвращения пе-
регрева контактной массы (процессы окисления SO
2
и взаимодействия 
образовавшегося SO
3
с компонентами катализатора протекают с выде-
лением тепла) насыщение начинается с малых (примерно 0,5 % об.) 
концентрацией SО
2
в газе. Постепенно содержание диоксида серы уве-
личивается до рабочего (7–9 % об.). При активации формируется собст-
венно катализатор. Конец насыщения определяется по отсутствию хло-
ра в отходящем газе. В процессе разработки катализатора образуется 
тонкая пленка расплава V
2
O
5
в K
2
S
2
O
7
, которая равномерно распределе-
на по поверхности пористого носителя. Срок службы контактной массы 
БАВ составляет около 3 лет. 

---

77