CN1076217C - 一种耐硫一氧化碳变换催化剂 - Google Patents
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Abstract
一种耐硫一氧化碳变换催化剂，其化学组份主要由活性组份和载体组成，所述活性组份主要包括CoO以及MoO3，所述载体为Al2O3，其特征在于：所述载体的物相晶态结构为η-Al2O3。本发明的特点是：1.保留了传统以γ-Al2O3为载体的钴-钼系耐硫一氧化碳变换催化剂优点，并在催化活性方面又有了较大提高；2.克服了该领域长期以来的传统偏见，具有显著地技术进步和独创性。
Description
本发明涉及一种耐硫一氧化碳变换催化剂，具体涉及合成氨变换流程中应用的一种钴-钼体系耐硫一氧化碳变换催化剂。
随着合成氨工业的飞速发展，国内外对耐硫一氧化碳变换催化剂的研究越来越活跃。其中对催化剂中载体的研究也越来越感兴趣(耐硫一氧化碳变换催化剂的化学组份主要由活性组份和载体组成)。显然催化剂中的载体与催化剂的性能(尤其是催化活性)有着十分密切的联系。目前在已公开的国内外钴-钼体系耐硫一氧化碳变换催化剂技术方案中，载体均选择γ-Al2O3(如CN1042482A、CN 1048989A、CN 87107892A以及我国《化肥工业》杂志第24卷第3期第13页、第24卷第6期第16-17页等)，而且我国《适用技术市场》杂志89年2期第15页(浅谈催化剂载体一活性氧化铝)一文中明确指出：“活性氧化铝就是指γ-Al2O3。由于受工业条件限制，这种γ-Al2O3往往包含有η-Al2O3、x-Al2O3以及β-Al2O3，……。由于γ-Al2O3的物理结构特性更适合作化肥催化剂的载体，所以其它结构相或化合物相含量太高是不利的”。无疑，以γ-Al2O3为载体制备的钴-钼体系耐硫一氧化碳变换催化剂尤其是球形催化剂具有催化活性(CO转化率)高、气阻小、强度高等特点，并在近十几年来得到了广泛应用，取得了明显的经济和社会效益。但是对于一些要求CO转化率较高的场合(如甲烷化净化流程)或希望再进一步提高催化活性就显得勉强了。
本发明的目的是提供一种不但具备以往以γ-Al2O3作载体制备的钴-钼系耐硫一氧化碳变换催化剂的所有特性，而且其催化活性有较大提高，可以满足苛刻场合要求的钴-钼系耐硫一氧化碳变换催化剂。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种耐硫一氧化碳变换催化剂，其化学组份主要由活性组份和载体组成，所述活性组份主要包括CoO以及MoO3，所述载体为Al2O3，所述载体的物相晶态结构为η-Al2O3。
上述技术方案中，所述η-Al2O3至少占Al2O3载体的50％以上，最佳为η-Al2O3占Al2O3载体的90％以上。由于受工业生产条件限制，不可能获得100％的η-Al2O3，所以载体中往往还包括γ-Al2O3、x-Al2O3等，实际上载体是一种η-Al2O3至少占50％以上并含有其它结构相氧化铝的混合物。本发明技术方案所述的催化剂属于一种钴-钼系耐硫一氧化碳变换催化剂。
本发明与现有技术相比具有下列优点：
1.保留了传统配方的优点。本发明采用η-Al2O3作为载体与以γ-Al2O3作为载体所制备的钴-钼系耐硫一氧化碳变换催化剂相比，保留了以γ-Al2O3作为载体所制备的钴-钼系耐硫一氧化碳变换催化剂的所有特性和使用效果。
2.提高了催化活性。本发明技术方案在催化活性方面有较大提高，尤其在高空速条件下，催化活性效果突出。例如：
以本发明技术方案为配方制备的钴-钼系耐硫一氧化碳变换催化剂：载体为η-Al2O3，CoO含量≥1％，MoO3含量≥7％。其催化活性(CO转化率)为93.1％，检验标准：HG/T2780-1996，检验条件：压力0.8MPa，空速2500h-1，入口温度200℃，汽气(干)比0.5。工业应用在合成氨厂变换工段中-低-低流程第一段低变，结果为：系统压力0.78MPa；入口温度255℃，入口CO含量7.4％；出口温度305℃，出口CO含量2.6％；入口气体(干)空速3280h-1，CO转化率63.2％；蒸汽耗量398Kg/TNH3。
而以γ-Al2O3为载体制备的钴-钼系耐硫一氧化碳变换催化剂，CoO含量≥1％，MoO3含量≥7％。其催化活性(CO转化率)为89.3％，检验标准与检验条件相同。工业应用在合成氨厂变换工段中-低-低流程第一段低变，结果为：系统压力0.78MPa；入口温度258℃，入口CO含量6.4％；出口温度280℃，出口CO含量3.6％；入口气体(干)空速2070h-1，CO转化率42.2％；蒸汽耗量446Kg/TNH3。
前后比较结果：空速比为1.59∶1；CO转化率比为1.50∶1；吨氨耗蒸汽量比为0.89∶1。由此可见本发明所述催化剂使用效果突出。
综上所述，本发明在保留传统以γ-Al2O3为载体的钴-钼系耐硫一氧化碳变换催化剂优点的同时，在催化活性方面又有了较大提高，而且克服了该领域长期以来的传统偏见，因此具有显著地技术进步和创造性。
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例：一种耐硫一氧化碳变换催化剂，其化学组份由活性组份、载体、助催化剂和稳定剂组成，所述活性组份主要为CoO和MoO3，所述载体为Al2O3，其物相晶态结构为η-Al2O3，钾盐为助催化剂。Al2O3载体中η-Al2O3占90％以上。本方案可通过以下三种方法制备出外形为球形、柱形或条形的耐硫一氧化碳变换催化剂制品。
方法一：沉淀法
将活性组份及沉淀剂经溶解、沉淀、热煮冲洗、过滤、干燥，然后与助催化剂配料混合成型。
方法二：混碾法(混合法)
将固体活性组份用湿法或干法与载体在球磨设备或碾子上均匀混合碾料，然后成型。
方法三：浸渍法
将活性组份通过溶液吸附在成型的载体上。具体步骤是：将活性组份、助催化剂溶解于水制成浸渍液，将浸渍液中的活性组份附载于载体上，然后对浸渍后的物料进行干燥处理和过筛获得成品。所述浸渍法中可分为过量浸渍法、等量浸渍法和多次浸渍法。所述过量浸渍法是将载体浸泡于过量的浸渍液中，使活性物质均匀分散并被吸附于载体的表面上。所述等量浸渍法是把载体置于一个转动的容器中，然后将与载体最大吸附量同量的浸渍液加入容器中转动完成，活性物质吸附于载体表面。所述多次浸渍法是一种避免竟争吸附、浸渍物溶解极小或其它一次达不到附载量的浸渍方法。
Claims (2)
1、一种耐硫一氧化碳变换催化剂，其化学组份主要由活性组份和载体组成，所述活性组份主要包括CoO以及MoO3，所述载体为Al2O3，其特征在于：所述载体的物相晶态结构为η-Al2O3至少占Al2O3载体的50％以上。
2、根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述η-Al2O3至少占Al2O3载体的90％以上。
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