Xúc tác cũđã mất hoạt tính được ngâm rửa với dung dịch axít oxalic 5 % trong 72 giờđể loại bỏ các tạp chất của quá trình ôxy hóa. Các tạp cơ học được đánh rửa bằng bàn chải máy. Sau đó rửa, vắt nước, sấy khô rồi nung trong lò 1 giờ ở nhiệt độ > 400oC để vô cơ hóa hoàn toàn các tạp chất hữu cơ và cacbon. Sau khi xử lý như vậy, bạc thô thu được đạt hiệu suất thu hồi tới 99 % so với lượng xúc tác đã sử dụng ban đầu.
Bạc thu hồi được nạp vào túi anod để điện phân ở mật độ dòng 7 A/dm2; nhiệt độ dung dịch điện phân 50 - 55oC. Bạc kết tủa trên catod định kỳ lấy ra để làm nguyên liệu cho anod điện phân lần 2. Quy trình điện phân xúc tác mất hoạt tính còn lại giống như quy trình điện phân bạc nêu ở trên. Nếu lượng tạp chất tương đối thấp thì chỉ cần áp dụng chếđộ điện phân thứ cấp cũng đảm bảo có được xúc tác chất lượng tốt.
3.3.3 Thử nghiệm điện phân điều chế và hoàn nguyên xúc tác bạc xốp
Chúng tôi đã thử nghiệm điều chế lượng lớn xúc tác bạc từ bạc mất hoạt tính sau quá trình ôxy hóa. Dưới đây là kết quả phân tích các đặc trưng của xúc tác thu được:
- Hàm lượng bạc: 99,98 %; Các thành phần xúc tác được nêu trong Bảng 3.10; - Khối lượng riêng xúc tác: 1,35 g/cm3; - Diện tích bề mặt riêng (Độ xốp): 214 cm2/g; - Phân bố cỡ hạt: + 40 mesh: 13 %; + 24 - 32 mesh: 17 %; + 20 - 24 mesh: 20 %; + 16 - 20 mesh: 27 %; + 8 - 16 mesh: 23 %. Bảng 3.10: Thành phần xúc tác bạc điện phân xốp Thành phần hóa học Stt Mẫu Ag (%) Fe (ppm) Cu (ppm) Pb (ppm) 1 99,97 9 50 vết 2 99,98 5 45 vết 3 99,97 9 47 vết 4 99,98 8 46 vết 5 99,98 7 35 vết
Kết quả thử nghiệm cho thấy: các thông số kỹ thuật của quy trình công nghệ khi thử nghiệm điều chế lượng lớn phù hợp với các nghiên cứu khảo sát trong phòng thí
nghiệm, xúc tác bạc chế tạo được hoàn toàn phù hợp để sử dụng trong sản xuất formalin.
3.3.4 Đánh giá chất lượng xúc tác bạc điện phân so sánh với xúc tác của BASF
Chúng tôi đã phân tích xác định các chỉ tiêu của xúc tác bạc điện phân tự điều chế so sánh với xúc tác bạc của BASF (Đài Loan). Kết quả phân tích so sánh được nêu trong bảng 3.11 dưới đây.
Bảng 3.11: Kết quả phân tích chỉ tiêu kỹ thuật của xúc tác bạc
Chỉ tiêu kỹ thuật Xúc tác tựđiều chế Xúc tác BASF (Đài Loan)
Hàm lượng bạc 99,98 % 99,98 % Khối lượng riêng (g/cm3) 1,35 1,2 - 1,8
Độ xốp (cm2/g) 214 > 200
Cỡ hạt (mesh) 6 - 40 6 - 40
Chúng tôi đã tiến hành thực nghiệm kiểm chứng so sánh tác dụng của xúc tác bạc tự điều chế và xúc tác bạc BASF (Đài Loan) cho quá trình ôxy hóa metanol thành formaldehyd trên thiết bị micro-Reactor (Xem mục 2.2.2b) với các điều kiện như sau: - Thời gian tiếp xúc: 0,25 giây tương đương với lưu lượng khí 5,3 lít/phút; - Nhiệt độ phản ứng: 225oC, 500oC và 650oC;
- Tỷ lệ phối liệu theo thể tích: Metanol/Không khí = 0,4. Bảng 3.12 nêu kết quả thí nghiệm khảo sát so sánh hiệu quả của hai loại xúc tác bạc trong phản ứng ôxy hóa metanol. Bảng 3.12: Kết quả khảo sát đánh giá hiệu quả của xúc tác bạc Độ chọn lọc các sản phẩm (%) Xúc tác Nhiệt độ (oC) (%) chuyển hóa
Metanol CH2O CO2 MF HCOOH CO H2
225 61,8 40,8 35,1 11,7 0,7 0,0 27,2 500 83,7 81,7 16,0 0,9 0,2 0,3 26,3 500 83,7 81,7 16,0 0,9 0,2 0,3 26,3 Xúc tác tự điều chế 650 94,9 86,9 11,3 0,0 0,0 1,8 30,8 225 62,6 41,5 32,2 12,9 0,4 0,1 24,6 500 85,4 82,5 14,7 1,2 0,1 0,3 26,1 Xúc tác BASF (Đài loan) 650 95,3 88,4 10,0 0,0 0,0 1,6 28,3 Kết quảđánh giá hiệu quả xúc tác cho thấy: ở nhiệt độ thấp hiệu suất chuyển hóa
metanol và độ chọn lọc formaldehyd của xúc tác tự điều chế có thấp hơn không đáng kể. Nhưng ở khoảng nhiệt độ hoạt động tối ưu (500 - 650oC), tính năng của hai loại xúc tác là tương đương nhau. Như vậy, xúc tác tựđiều chế theo công nghệđã nghiên cứu có tính năng và tác dụng tương đương xúc tác nhập ngoại của BASF Đài Loan.
CHƯƠNG IV