CN101757939A

CN101757939A - 用于硫酸生产的低温型钒催化剂

Info

Publication number: CN101757939A
Application number: CN200810234495A
Authority: CN
Inventors: 孟奇伟
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-11-19
Filing date: 2008-11-19
Publication date: 2010-06-30

Abstract

本发明属于催化技术领域，具体涉及一种用于硫酸生产中的低温型钒催化剂。催化剂配方重量百分比为V₂O₅ 5.0～8.5％，K₂O/V₂O₅ 2.5～4.5，Na₂O 1.0～15.0％，Cs₂O 2.0～20.0％，P₂O₅ 1.0～5.0％，其余为硅藻土。本发明的钒催化剂，适用于两转两吸流程的硫酸生产装置的转化器的一段上部和两转部分。本发明的低温型钒催化剂的低温活性明显高于传统低温型钒催化剂，能满足更高的SO₂总转化率要求。

Description

用于硫酸生产的低温型钒催化剂

技术领域：本发明属于催化技术领域，具体涉及一种用于硫酸生产中的低温型钒催化剂。

技术背景：硫酸生产中将SO₂氧化转化为SO₃一般地都使用钒催化剂。通用的传统钒催化剂为钒-钾(钠)-硅体系，有中温型和低温型两种，中温型钒催化剂一般用于转化器的一、二、三段，操作温度一般要求高于420℃，不超过600℃，具有较好的中温活性；低温型钒催化剂一般用于转化器一段上部和四段、五段，操作温度一般要求高于410℃，具有较好的低温活性，有利于提高硫酸转化器中SO₂转化为SO₃的总转化率。在两转两吸流程的硫酸生产装置中组合装填传统的中、低温型钒催化剂，可使SO₂最终转化率达到99.5％。

目前钒催化剂一般为钒-钾-硅体系，低温型钒催化剂为钒-钾-钠-硅体系。这样的钒催化剂基本可以满足硫酸生产的需要，但使用传统的低温型钒催化剂要满足SO₂总转化率达到99.8％以上是困难的。

发明内容：本发明的目的是要提出一种新的低温型钒催化剂用于硫酸生产中，该催化剂比传统的低温型钒催化剂具有更高的低温活性和热稳定性，能满足更高的SO₂总转化率需要。

本发明是这样来实现的，通过添加低温活化剂，提高钒催化剂的低温活性，降低起燃温度。它主要组分包括：低温活化剂为可溶性金属铯盐、钠盐、含磷化合物，可溶性金属在催化剂中能降低活性相的熔融温度，提高钒催化剂的低温性能，降低起燃温度，催化剂配方重量百分比为V₂O₅ 5.0～8.5％ K₂O/V₂O₅ 2.5～4.5 Na₂O 1.0～15.0％ Cs₂O 2.0～20.0％ P₂O₅ 1.0～5.0％其余为硅藻土。

本发明的低温型钒催化剂比传统的低温型钒催化剂具有更好的低温催化性能，起燃温度较传统钒催化剂低20～40℃，操作温度可从410～420℃降至380～390℃，将此催化剂替代低温型钒催化剂用于硫酸生产中，可使两转两吸流程的硫酸装置的SO₂最终转化率达到99.8％，并降低了转化器一段的操作温度，有利于高浓度SO₂的转化，适应了硫酸装置大型化和硫磺制酸的发展，在转化器末段使用该催化剂，提高了转化器中的总转化率，降低了尾气中SO₂的浓度，满足了日益严格的环保要求。

本发明一般地所用的可溶性金属铯盐可以是硫酸铯、碳酸铯、硝酸铯其中的一种，也可以是其中的两种或三种的混合物；钠盐为硫酸钠；含磷化合物可以是磷酸、磷酸铵、酸式磷酸钠盐中的一种；硅藻土可以是山东临朐硅藻土、东北长白硅藻土、浙江嵊县硅藻土和云南寻甸硅藻土中的一种。

本发明的钒催化剂，适用于两转两吸流程的硫酸生产装置的转化器的一段上部和两转部分。

具体实施方式：下面结合实施例进一步说明本发明的内容：

实施例1

样品配方V₂O₅ 6.5％ K₂O/V₂O₅ 2.7 Na₂SO₄ 13.7％ P₂O₅ 1.0％其余为硅藻土；采用传统生产工艺制造，将山东临朐硅藻土经水选、酸处理、过虑洗涤以及干燥，制得山东精制硅藻土；将KOH用蒸汽溶化，并与V₂O₅在热煮条件下制得K₂O/V₂O₅为2.7的KVO₃与KOH混合溶液(简称钒水)，然后将一定量的钒水用硫酸中和制得V₂O₅和K₂SO₄胶体沉淀物，按规定比例将胶体沉淀物与Na₂SO₄、H₃PO₄、山东精制硅藻土等加入碾子中混合均匀，加水碾压紧密，成为可塑性物料，再经挤条、干燥、焙烧、过筛和包装等工序制成钒催化剂。

实施例2

样品配方V₂O₅ 6.5％ K₂O/V₂O₅ 2.7 Na₂SO₄ 8.0％ Cs₂SO₄ 2.0％ P₂O₅1.0％其余为硅藻土；采用传统生产工艺制造，将山东临朐硅藻土经水选、酸处理、过虑洗涤以及干燥，制得山东精制硅藻土；将KOH用蒸汽溶化，并与V₂O₅在热煮条件下制得K₂O/V₂O₅为2.7的KVO₃与KOH混合溶液(简称钒水)，然后将一定量的钒水用硫酸中和制得V₂O₅和K₂SO₄胶体沉淀物，按规定比例将胶体沉淀物与Cs₂SO₄、Na₂SO₄、H₃PO₄、山东精制硅藻土等加入碾子中混合均匀，加水碾压紧密，成为可塑性物料，再经挤条、干燥、焙烧、过筛和包装等工序制成钒催化剂。

实施例3

样品配方V₂O₅ 6.5％ K₂O/V₂O₅ 2.7 Na₂SO₄ 6.0％ Cs₂SO₄ 4.0％ P₂O₅1.0％其余为硅藻土；制造方法同实施例2。

实施例4

样品配方V₂O₅ 6.5％ K₂O/V₂O₅ 2.7 Na₂SO₄ 8.0％ 2.0％ P₂O₅ 1.0％其余为硅藻土；采用在钒水中加入低温活化剂的制造工艺，将山东临朐硅藻土经水选、酸处理、过虑洗涤以及干燥，制得山东精制硅藻土；将KOH用蒸汽溶化，并与V₂O₅在热煮条件下制得K₂O/V₂O₅为2.7的KVO₃与KOH混合溶液(简称钒水)，然后将一定量的Cs₂SO₄、Na₂SO₄、H₃PO₄加入到的钒水中，再用硫酸中和制得V₂O₅和K₂SO₄胶体沉淀物，按规定比例将胶体沉淀物与山东精制硅藻土等加入碾子中混合均匀，加水碾压紧密，成为可塑性物料，再经挤条、干燥、焙烧、过筛和包装等工序制成钒催化剂。

样品测试：催化剂样品：粒度为φ5×6～6.5mm。

活性测试条件：

转化器：采用夹套式单管反应器，其管径为φ36×2mm，测温热电偶套管位于转化器的中心，其管径为φ8×1.5mm；

催化剂装量：30ml；

催化剂粒度：6～6.5mm；

空间速度：3600h；

进气SO₂的体积百分数：10±1％余为空气；

系统压力：常压；

活性检测温度：390℃、410℃；

耐热温度和时间：600℃ 5h；

以SO₂的转化率表示活性的高低。

活性测试结果列于下表，其中样品1为传统低温型钒催化剂，样品2、3、4为超低温型钒催化剂

活性测试结果

由上述表中的结果可看出，采用本发明的低温型钒催化剂的低温活性明显高于传统低温型钒催化剂，表明本发明的钒催化剂的性能有明显的提高，能满足更高的SO2总转化率要求。

Claims

1.一种用于硫酸生产中的低温型钒催化剂，其特征是催化剂配方重量百分比为V₂O₅ 5.0～8.5％ K₂O/V₂O₅ 2.5～4.5 Na₂O 1.0～15.0％ Cs₂O 2.0～20.0％P₂O₅ 1.0～5.0％其余为硅藻土；可溶性金属铯盐可以是硫酸铯、碳酸铯、硝酸铯其中的一种，也可以是其中的两种或三种的混合物；钠盐为硫酸钠；含磷化合物可以是磷酸、磷酸铵、酸式磷酸钠盐中的一种；硅藻土是山东临朐硅藻土、东北长白硅藻土、浙江嵊县硅藻土和云南寻甸硅藻土中的一种。