CN107115866A - 一种低堆比重高活性的低温变换催化剂制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于催化剂制备技术领域，涉及一种低堆比重高活性的低温变换催化剂制备方法。催化剂组成为铜锌铝三元体系，先采用沉淀法得到铜锌铝三元物料，洗涤和过滤后得到湿滤饼，再通过两种不同工艺分别造粒和焙烧得到熟物料，将两种熟物料混合压片制备催化剂。该催化剂强度适中、堆比重和磨耗率降低、韧性提高，催化剂的活性和选择性均得到提高。堆比重达到1.40-1.42Kg/L，初活性（CO转化率）可以达到79%～80%，耐热后活性（CO转化率）可以达到69%～70%，副产物甲醇量控制在900ppm以内。催化剂适于使用温度140-260℃，使用压力1.0-4.0Mpa条件下进行低温变换反应的节能型（低气汽比）大型氨厂使用，也适于一般大型氨厂和在较低压力下进行低温变换的中小型氨厂和制氢厂。
Description
技术领域
本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种新型低堆比重、适宜强度、低磨耗、高活性低温变化催化剂的制备方法及用途。
背景技术
采用沉淀法得到铜锌铝三元物料，通过洗涤、过滤得到湿滤饼，湿滤饼再经过烘箱烘干，干滤饼经过混碾机碾料、造粒、烘干、焙烧、压片得到的催化剂，粒子孔结构过大或过小，存在粒径分布不均的现象，直接对催化剂的性能产生重要的影响，第一个影响是粒子孔结构不适宜，粒径分布不尽合理，造成催化剂压片过程成型困难，强度低，堆比重高，如果将强度再提高，则催化剂的堆比重数据会更高，甚至达到1.55Kg/L以上，并且催化剂较脆，易脱帽，短片多，产品检测的磨耗率高，厂家在使用中由于催化剂的粉碎情况，会增加床层阻力，开停车的频次增加；第二个影响是由于孔结构的影响催化剂的主要组分氧化铜、氧化锌含量偏低，催化剂的初活性和耐热后活性普遍偏低，直接影响到催化剂在工业装置上的使用效果。
发明内容
本发明目的是制备一种低堆比重、高活性的催化剂，优化过程制备工艺，在保证强度适中的情况下降低催化剂堆比重，提高催化剂韧性，降低磨耗率，提高催化剂活性性能，提升产品在工业上使用效果。
本发明的主要技术特点
第一特点是生产过程中采用两种粒子成型和煅烧工艺，是催化剂具有更加合理的粒径分布和孔结构，有利于活性组分在上面的均匀分布，催化剂的活性更高，比原来的活性提高5%左右。
第二特点是两种熟物料配比后压片，催化剂易于成型，对生产设备的损耗降低，易于生产出适宜强度的催化剂，且堆比重数据较低，比原来降低10%左右。
本发明中主要技术方案
一种低堆比重高活性的低温变换催化剂制备方法，先采用沉淀法得到铜锌铝三元物料，洗涤和过滤后得到湿滤饼，再通过造粒和焙烧工艺得到熟物料，熟物料压片得到催化剂。
湿滤饼造粒、焙烧过程分为两条工艺路线，第一条工艺路线是将湿滤饼在烘箱中烘干得到干料，加入到混碾机中，配入去离子水进行碾料，将碾的物料造粒、烘干、焙烧，得到熟物料1；第二条路线将湿滤饼直接进行打浆，通过成型设备直接造粒，然后进行焙烧，得到熟物料2，将熟物料1和熟物料2进行配比得到熟物料。
第一条工艺路线每次碾料加入干物料120～150Kg，加入去离子水30～50Kg，碾料时间为40～60min，焙烧温度320～340℃，焙烧时间为60～90min。
第二条工艺路线打浆方式先将石墨用去离子水充分溶解再均匀加入到打浆物料中。
第二条工艺路线焙烧温度为330～350℃，焙烧时间为70～100min。
石墨的添加量为打浆物料的质量的0.5%～2.0%。
熟物料1和熟物料2按照重量比为0.2～2进行配比得到熟物料。
本发明方法
有益效果
解决生产中催化剂成型困难的问题；催化剂强度高、堆比重低、韧性强、磨耗率低，催化剂在使用过程中粉碎现象降低；孔结构的改善，活性组分氧化铜、氧化锌分布更加均匀，催化剂的活性和选择性得到提升。
具体实施方式
对比例1
采用沉淀法得到铜锌铝三元物料，洗涤和过滤后得到湿滤饼，湿滤饼进到烘箱中烘干，干料加入到混碾机中碾料，每碾125Kg干料，加入去离子水40Kg，碾料时间为60min，8目不锈钢筛网造粒，粒子进入烘箱中烘干，干粒子进入焙烧炉中焙烧，焙烧温度为330℃，煅烧时间90min，焙烧后粒子在拌料器中添加拌料重量的2.5%石墨进行拌料后压片成型。
对比例2
采用沉淀法得到铜锌铝三元物料，洗涤和过滤后得到湿滤饼，湿滤饼直接添加打浆物料量3.0%的石墨打浆，石墨用去离子水充分溶解再均匀加入到打浆物料中，打浆后物料进入成型设备直接造粒，粒子进入到焙烧炉中焙烧，焙烧温度为335℃，焙烧时间为90min，焙烧后粒子压片成型。
实施例1
采用沉淀法得到铜锌铝三元物料，洗涤和过滤后得到湿滤饼，湿滤饼采用两条工艺处理，一条工艺是湿滤饼进入到烘箱中烘干，干料加入到混碾机中碾料，每碾120 Kg干料，加入去离子水30Kg，碾料时间为40min，8目不锈钢筛网造粒，粒子进入烘箱中烘干，干粒子进入焙烧炉中焙烧得到熟物料1，焙烧温度为320℃，焙烧时间为90min；另一条工艺是湿滤饼直接添加打浆物料量0.5%的石墨打浆，石墨用去离子水充分溶解再均匀加入到打浆物料中，打浆后物料进入成型设备直接造粒，粒子进入到焙烧炉中焙烧得到熟粒子2，焙烧温度为350℃，焙烧时间为70min。将熟物料1和熟物料2按照重量比为0.2进行配比得到熟物料，添加熟物料重量2.0%的石墨进行拌料后压片成型。
实施例2
采用沉淀法得到铜锌铝三元物料，洗涤和过滤后得到湿滤饼，湿滤饼采用两条工艺处理，一条工艺是湿滤饼进入到烘箱中烘干，干料加入到混碾机中碾料，每碾130 Kg干料，加入去离子水37Kg，碾料时间为50min，8目不锈钢筛网造粒，粒子进入烘箱中烘干，干粒子进入焙烧炉中焙烧得到熟物料1，焙烧温度为330℃，焙烧时间为80min；另一条工艺是湿滤饼直接添加打浆物料量1.0%的石墨打浆，石墨用去离子水充分溶解再均匀加入到打浆物料中，打浆后物料进入成型设备直接造粒，粒子进入到焙烧炉中焙烧得到熟粒子2，焙烧温度为345℃，焙烧时间为80min。将熟物料1和熟物料2按照重量比为0.5进行配比得到熟物料，添加熟物料重量1.5%的石墨进行拌料后压片成型。
实施例3
采用沉淀法得到铜锌铝三元物料，洗涤和过滤后得到湿滤饼，湿滤饼采用两条工艺处理，一条工艺是湿滤饼进入到烘箱中烘干，干料加入到混碾机中碾料，每碾140 Kg干料，加入去离子水43Kg，碾料时间为55min，8目不锈钢筛网造粒，粒子进入烘箱中烘干，干粒子进入焙烧炉中焙烧得到熟物料1，焙烧温度为335℃，焙烧时间为85min；另一条工艺是湿滤饼直接添加打浆物料量1.5%的石墨打浆，石墨用去离子水充分溶解再均匀加入到打浆物料中，打浆后物料进入成型设备直接造粒，粒子进入到焙烧炉中焙烧得到熟粒子2，焙烧温度为340℃，焙烧时间为85min。将熟物料1和熟物料2按照重量比为1.0进行配比得到熟物料，添加熟物料重量1.0%石墨进行拌料后压片成型。
实施例4
采用沉淀法得到铜锌铝三元物料，洗涤和过滤后得到湿滤饼，湿滤饼采用两条工艺处理，一条工艺是湿滤饼进入到烘箱中烘干，干料加入到混碾机中进行碾料，每碾150 Kg干料，加入去离子水50Kg，碾料时间为60min，8目不锈钢筛网造粒，粒子进入烘箱中烘干，干粒子进入焙烧炉中焙烧得到熟物料1，焙烧温度为340℃，焙烧时间为60min；另一条工艺是湿滤饼直接添加打浆物料量2.0%的石墨打浆，石墨用去离子水充分溶解再均匀加入到打浆物料中，打浆后物料进入成型设备直接造粒，粒子进入到焙烧炉中焙烧得到熟粒子2，焙烧温度为330℃，焙烧时间为100min。将熟物料1和熟物料2按照重量比为2.0进行配比得到熟物料，添加熟物料重量0.5%的石墨进行拌料后压片成型。
将现有的CN85100599A样品、CN1493398A样品与上述制备样品按照如下检测条件进行检测：催化剂原粒度装填量为50ml，空速是8000h-1，水蒸气和原料气比为0.33，活性温度催化剂入口为200℃，压力为3.0Mpa，耐热温度是400℃，耐热时间是2.0h，原料气成分为二氧化碳为2.5%～4.0%，一氧化碳为14%～17%，其余为氮气。
检测结果如下表1和表2：
表1 催化剂理化数据对比
表2 催化剂催化数据对比
备注：对比例2催化剂难于成型，强度、低强度率和磨耗率指标不合格，做活性没意义。
Claims (7)
1.一种低堆比重高活性的低温变换催化剂制备方法，其特征在于先采用沉淀法得到铜锌铝三元物料，洗涤和过滤后得到湿滤饼，再通过造粒和焙烧工艺得到熟物料，熟物料压片得到催化剂。
2.如权利要求1所述的催化剂制备方法，其特征在于湿滤饼造粒、焙烧过程分为两条工艺路线，第一条工艺路线是将湿滤饼在烘箱中烘干得到干料，加入到混碾机中，配入去离子水进行碾料，将碾的物料造粒、烘干、焙烧，得到熟物料1；第二条路线将湿滤饼直接进行打浆，通过成型设备直接造粒，然后进行焙烧，得到熟物料2，将熟物料1和熟物料2进行配比得到熟物料。
3.如权利要求2所述的催化剂制备方法，其特征在于第一条工艺路线每次碾料加入干物料120～150Kg，加入去离子水30～50Kg，碾料时间为40～60min，焙烧温度320～340℃，焙烧时间为60～90min。
4.如权利要求2所述的催化剂制备方法，其特征在于第二条工艺路线打浆方式先将石墨用去离子水充分溶解再均匀加入到打浆物料中。
5.如权利要求2所述的催化剂制备方法，其特征在于第二条工艺路线焙烧温度为330～350℃，焙烧时间为70～100min。
6.如权利要求4所述的催化剂制备方法，其特征在于石墨的添加量为打浆物料质量的0.5%～2.0%。
7.如权利要求2所述的催化剂制备方法，其特征在于熟物料1和熟物料2按照重量比为0.2～2进行配比得到熟物料。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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Address after: Liuhe District of Nanjing City, Jiangsu province 210048 geguan Road No. 699 Patentee after: China Petroleum & Chemical Corp. Patentee after: SINOPEC NANJING CHEMICAL RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd. Address before: Liuhe District of Nanjing City, Jiangsu province 210048 geguan Road No. 699 Patentee before: China Petroleum & Chemical Corp. Patentee before: Nanhua Group Research Institute |
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