Behaviour of V2O5 — catalyzed CO oxidation in the presence of inert, diluent gases

Authors

  • A. E. M. Silva,

    1. Department of Chemical Engineering University of Waterloo, Waterloo, Ontario, Canada N2L 3G1
    Current affiliation:
    1. Petro-Canada, Calgary, Alberta
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  • R. R. Hudgins,

    Corresponding author
    1. Department of Chemical Engineering University of Waterloo, Waterloo, Ontario, Canada N2L 3G1
    • Department of Chemical Engineering University of Waterloo, Waterloo, Ontario, Canada N2L 3G1
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  • P. L. Silveston

    1. Department of Chemical Engineering University of Waterloo, Waterloo, Ontario, Canada N2L 3G1
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Abstract

A study was conducted on the oxidation of CO over an industrial potassium-promoted V2O5 catalyst in order to study the influence of He, Ar, Kr, SF6 and C4F8 diluents on the reaction rate. A differential flow reactor was used between 400° and 440°C with partial pressures of CO2, O2 and diluents varied from approximately 7 to 150 kPa. All the diluents inhibited the reaction rate to varying degrees. Experiments were also performed in which one diluent gas was displaced by another in the reaction mixture. These experiments indicated that the diluents could be arranged in the following increasing order of sorptive interaction with the catalyst:

He or Ar < Kr < SF6 or C4F8

It was concluded that conventional site-blockage was unable to explain the influence of the diluents. An adsorption interaction between the diluent and the surface complex of the rate limiting step was postulated to explain the inhibition of diluents in CO oxidation and the enhancement of diluents in SO2 oxidation on the same catalyst.

Abstract

On a fait une étude de l'oxydation de CO sur un catalyseur industriel V2O5 contenant du potassium comme promoteur; le but était d'étudier l'influence sur la vitesse de réaction des diluants He, Ar, SF6 et C4F8. On a employé un réacteur différential continu à des températures comprises entre 400°C et 440°C et sous des pressions partielles absolues de CO2, O2 et des diluants variant entre 7 et 150 kP. Tous les diluants produisirent une inhibition de la vitesse de réaction à des degrés différents. On a aussi fait des expériences dans lesquelles on a remplacé un diluant gazeux par un autre dans le mélange réactionnel; ces expériences ont rnontré qu'on pourrait classer les diluants par ordre croissant d'interaction de sorption avec le catalyseur: He ou Ar < Kr < SF6 ou C4F8. On a conclu que le blocage classique des sites ne pouvait expliquer l'influence des diluants. On a postulé une interaction en phase adsorbée entre le diluant et le complexe superficiel de l'étape limitante de la vitesse pour expliquer l'inhibition des diluants dans l'oxydation de CO et d'augmentation d'activité observée dans l'oxydation de SO2 sur le měme catalyseur.

Ancillary