CN107743419A - 用于so2催化氧化成so3的成型催化剂体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于SO2氧化成SO3的成型催化剂体，其包含在二氧化硅载体材料上的钒、至少一种碱金属和硫酸盐，其中所述成型体具有含3或4个中空圆柱凸起的圆柱体形状，可通过经挤出工具的开口挤出包含在二氧化硅载体材料上的钒、至少一种碱金属和硫酸盐的催化剂前体组合物获得，其中所述挤出工具的开口具有由3或4个部分重叠的环形成的横截面，所述环的中点基本位于具有直径y的环形线上，其中所述环由位于具有外径(x1)的圆上的外线和位于具有内径(x2)的圆上的内线圈定。

Description

用于SO2催化氧化成SO3的成型催化剂体
本发明涉及用于SO2氧化成SO3的成型催化剂体、其制造方法以及其在SO2氧化成SO3的方法中的用途。
硫酸几乎完全通过二氧化硫(SO2)在接触/双重接触法中氧化成三氧化硫(SO3)和随后水解获得。在这种方法中，SO2在多个连串绝热层(塔盘)中经由包含钒的催化剂借助分子氧氧化以形成SO3。进料气体的SO2含量通常在0.01至50体积％的范围内，且O2/SO2比在0.5至5的范围内。优选的氧源是空气。一部分二氧化硫在各个塔盘中反应，气体在每种情况下在各个塔盘之间冷却(接触法)。可以通过中间吸收从气体料流中除去已形成的SO3以实现更高的总转化率(双重接触法)。根据塔盘，该反应在340℃至680℃的温度范围内进行，随着塔盘数增加，由于SO2含量降低，最大温度降低。
现代商业催化剂通常不仅包含钒，还包含碱金属化合物，尤其是钾化合物，还任选包含钠化合物和/或铯化合物，以及硫酸盐。作为上述组分的载体，通常使用多孔氧化物，特别是二氧化硅SiO2。在反应条件下，在载体材料上形成碱金属焦硫酸盐熔体，活性组分钒以oxo-sulfate络合物形式溶解在其中(Catal.Rev.–Sci.Eng.,1978,第17(2)卷,第203至272页)。这被称作负载型液相催化剂。
作为V2O5计算的钒含量通常在3至10重量％的范围内，作为M2O计算的碱金属(M)含量为5至30重量％，碱金属与钒的摩尔比(M/V比)通常在2至6的范围内。作为K2O计算的钾含量通常在6至15重量％的范围内，硫酸盐含量在12至30重量％的范围内。此外，已经报道了许多附加元素，例如铬、铁、铝、磷、锰和硼的使用。主要使用SiO2作为多孔载体材料。
此类催化剂的工业规模生产通常通过各种活性组分，例如适当的钒化合物(V2O5、多钒酸铵、偏钒酸铵、碱金属钒酸盐或硫酸氧钒)与碱金属盐(硝酸盐、碳酸盐、氧化物、氢氧化物、硫酸盐)的水溶液或悬浮液，有时与硫酸和可充当成孔剂或润滑剂的其它组分，例如硫、淀粉或石墨一起，与载体材料的混合进行。由此产生的组合物在下一步骤中加工形成所需成型体，最后热处理(干燥和煅烧)。
US 4,485,190描述了用于SO2氧化成SO3的催化剂的生产，其包含V、K和硅氧化物化合物。作为成型体，在第2栏第30行及其后和第5栏第62行及其后尤其提到三叶体(trilobe)。在第6栏第5行及其后，据称三叶体具有大18％的表面积，没有给出关于相互比较的成型体的尺寸的进一步信息。没有更详细描述所提到的三叶体的形状。没有提到具有通道的三叶体。在实施例中，没有制造三叶体。
DE 689 19 235 T2描述了用于SO2氧化成SO3的催化剂，其包含钒、钾和硅氧化物化合物。在第2页第2行及其后，作为成型体提到中空或压实圆柱体、多叶圆柱体，任选具有螺旋凹进。没有描述其它形状。
EP 464 633 A1描述了用于生产不饱和酯的催化剂的载体。在图4和5中，公开了具有三个通道的三叶体作为可能的载体并在图6和7中公开了具有多于三个通道的成型体。在实施例中，仅描述只有一个孔的成型体。
DE 692 20 225 T2描述了具有3个通道的三叶体形式的催化剂，特别用于制备甲醛。该催化剂在实施例中通过压片获得并具有指定长度。作为有利的性质，提到每单位体积的高实际表面积和低压降。
DE 696 35 919 T2描述了具有通道的三叶体形式的催化剂，特别用于制备甲醛，其可通过挤出或压片制造。在实施例中，该催化剂通过压片制造并具有指定长度。
US 2009/0306410 A1描述了具有3个通道的三叶体形式的催化剂，特别用于制备马来酸酐。该催化剂在实施例中通过压片获得并具有指定长度。作为有利的性质，提到每单位体积的高实际表面积和低压降。
EP 417 722 A1描述了用于制备不饱和醛的催化剂。具有3或4个通道的成型体作为实施例显示在图1中。在实施例4中，通过挤出获得具有3个通道的成型体并切割成5毫米长度。对成型体指出每单位体积的几何表面积和压降。
本发明的一个目的是提供用于SO2氧化成SO3的成型催化剂体，其具有极高的体积基几何表面积。已知在用于SO2氧化成SO3的含钒催化剂的情况下，大的体积基几何表面积提供高催化剂活性。此外，该成型催化剂体应该在极高体积基几何表面积下产生极低压降。
通过用于SO2氧化成SO3的成型催化剂体实现该目的，其包含在二氧化硅载体材料上的钒、至少一种碱金属和硫酸盐，其中所述成型体具有含3或4个中空圆柱凸起的圆柱体形状，可通过经挤出工具的开口挤出包含在二氧化硅载体材料上的钒、至少一种碱金属和硫酸盐的催化剂前体组合物获得，其中所述挤出工具的开口具有由3或4个部分重叠的环形成的横截面，所述环的中点基本位于具有直径y的环形线(circular line)上，其中所述环由位于具有外径x1的圆上的外线和位于具有内径x2的圆上的内线圈定。
各种成型体几何对压降的影响不是直观的。令人惊讶地，已经发现，例如，“回旋镖(boomerang)”形状在几乎相同的体积基几何表面积下产生比具有孔的11x 4mm星形挤出物明显更高的压降。另一方面，具有4个通道的根据本发明的三叶草(clover leaf)形状与星形挤出物形状相比在仅高15％压降下表现出几乎高27％的比表面积。
圈定环形圈和因此所得成型体的中空圆柱凸起的通道的外圆和内圆优选是同心的。但是，这不是绝对必要的。这些圆和因此中空圆柱凸起的通道也可以偏心布置。在本发明的一个实施方案中，它们偏心布置，即中点不同，例如内圆(或通道)向外或向内偏移。外圆的中点在这种情况下基本在环形线上。为此，“基本位于环形线上”是指中点在+/-20％的偏差内，优选在+/-10％的偏差内位于具有直径y的环形线上。
挤出工具的开口具有由3或4个部分重叠的环形成的横截面，所述环的中点基本位于具有直径y的环形线上。所述环由位于具有外径x1的圆上的外线和位于具有内径x2的圆上的内线圈定。圈定这些环并位于圆上的外线和内线优选是这些圆本身。相应实施方案显示在图1a、1b中。但是，外线和/或内线也可以是位于具有外径x1或内径x2的圆上的环形、波浪或环形、锯齿形线。当它们与该圆的中点的距离围绕值x1或x2例如以波浪形式或以锯齿形式周期性波动时(通常不大于各自值的+/-25％)，这些线位于具有外径x1或内径x2的圆上。一般而言，外径x1或内径x2随之是距该圆的中点的这一距离的平均值。可以仅外边界线或仅内边界线或这两个边界线都是例如波浪形或锯齿形。相应的实施方案显示在图1c至1e中。
一般而言，挤出工具的开口的横截面的所有环形圈具有相同外径x1和相同内径x2，即所产生的中空圆柱凸起和它们的通道具有相同尺寸。但是，这不是绝对必要的。外圆也可具有彼此不同的直径。内圆同样可具有彼此不同的直径。
在一个优选实施方案中，挤出工具的开口的横截面由3个环形圈形成，其中形成该横截面的环形圈的中点形成等边三角形。所得成型体因此具有3个中空圆柱凸起，形成该横截面的环形圈的中点(外圆的中点)基本形成等边三角形。但是，这不是绝对必要的。形成该横截面的环形圈的中点也可形成非等边三角形。
在进一步优选的实施方案中，挤出工具的开口的横截面由4个环形圈形成，其中形成该横截面的环形圈的中点形成等边三角形。所得成型体因此具有4个中空圆柱凸起，形成该横截面的环形圈的中点(外圆的中点)基本形成正方形。但是，这不是绝对必要的。形成该横截面的环形圈的中点也可形成简单矩形。
形成该横截面的环形圈的外径与环形线的直径的比率x1:y优选为0.8:1至2:1，特别优选1:1.2至1.4:1。这一比率体现在所得成型体中。
环形圈的外径与内径的比率x1:x2优选为1.5:1至5:1，特别是2:1至3:1。这一比率体现在所得成型体中。
成型体的平均长度z与环形圈的外径的比率z:x1优选为1:1至6:1，特别优选1.5:1至3:1。这一比率体现在所得成型体中。
在特别优选的实施方案中，本发明的成型催化剂体具有一个或多个特征(i)至(iv)：
(i)4至9mm，优选4至6mm的环形线的直径y；
(ii)5.5至11mm，优选5.5至9mm的外径x1；
(iii)2.2至7mm，优选2.2至4mm的内径x2；
(iv)10至35mm，优选10至25mm的平均长度z。
外径x1和内径x2之差优选导致获得1.3至3mm的中空圆柱凸起的壁厚。
本发明的成型催化剂体可通过经由代表该成型体的横截面几何的挤出工具挤出包含在二氧化硅载体材料上的钒、至少一种碱金属和硫酸盐的相应催化剂前体组合物制造。挤出工具的开口的横截面因此具有由3或4个部分重叠的环形圈形成的理想几何，所述环形圈由具有外径x1的外圆和具有内径x2的内圆圈定并且其中点位于具有直径y的环形线上。
本发明的成型体的理想形状由用于挤出催化剂前体组合物的的挤出工具的几何限定。当然，实际挤出成型体的几何偏离这一理想形状，但实际成型体基本具有上述几何特征。一般而言，中空圆柱凸起的轴是平行的。但是，实际成型体可以例如在z方向轻微弯曲。本发明的成型体的孔(通道)可偏离完美圆形。如果存在大量实际成型体，一些成型体中的个别通孔可以封闭。一般而言，由于生产工艺，成型体的端面在xy平面上不是平滑表面而是或多或少不规则。成型体在z方向上的长度(在z方向上的最大延伸度)通常不是所有成型体都相等，而是具有一定分布，其通过平均长度z(算术平均值)表征。
本发明还提供通过经挤出工具的开口挤出包含在二氧化硅载体材料上的钒、至少一种碱金属和硫酸盐的催化剂前体组合物而由包含在硅酸盐载体材料上的钒、至少一种碱金属和硫酸盐的催化剂前体组合物制造包含在硅酸盐载体材料上的钒、至少一种碱金属和硫酸盐的成型催化剂体的方法，其中所述挤出工具的开口具有由3或4个部分重叠的环形圈形成的横截面，所述环形圈由具有外径x1的外圆和具有内径x2的内圆圈定并且其中点位于具有直径y的环形线上。
一般而言，该催化剂不仅包含钒，还包含碱金属化合物，尤其是钾化合物，以及任选钠化合物和/或铯化合物，以及硫酸盐。使用多孔氧化物，如二氧化硅SiO2作为上述组分的载体。
作为惰性载体材料，特别使用基于SiO2的多孔材料。在此，可以使用SiO2的合成变体以及SiO2的天然形式或其混合物。
作为V2O5计算的钒含量通常为3至10重量％，作为M2O计算的碱金属(M)含量为5至30重量％，碱金属与钒的摩尔比(M/V比)通常在2至6的范围内。作为K2O计算的钾含量通常在6至15重量％的范围内，硫酸盐含量在12至30重量％的范围内。此外，可以包含附加元素，如铬、铁、铝、磷、锰和硼。
优选的载体材料包含天然存在的硅藻土。该载体材料特别优选包含至少两种不同的天然存在的未煅烧硅藻土，它们根据所基于的硅藻的结构类型不同，具有选自片形、圆柱形和杆形结构类型的各种结构类型。
由此制成的催化剂具有特别好的机械稳定性。
优选的硅藻土应该具有小于5重量％，优选小于2.6重量％，特别小于2.2重量％的氧化铝Al2O3含量。它们的氧化铁(III)Fe2O3含量应该小于2重量％，优选小于1.5重量％，特别小于1.2重量％。它们的碱土金属氧化物总含量(氧化镁MgO+氧化钙CaO)应该小于1.8重量％，优选小于1.4重量％，特别小于1.0重量％。
在与活性组分混合之前，未煅烧硅藻土未在高于500℃，优选不高于400℃，特别不高于320℃的温度下处理。未煅烧硅藻土的特征在于该材料基本非晶，即通过X-射线衍射分析测定的方石英含量<5重量％，优选<2重量％，特别优选<1重量％。
当然，天然存在的未煅烧硅藻土在开采后和在用作载体材料前可以经过除煅烧外的各种处理步骤，例如制浆、洗涤、提取、干燥和/或筛选。
借助水银孔率法测定的可用的各种硅藻土的平均体积基孔径应该在0.1μm至10μm，优选0.5μm至9μm，特别是0.7μm至7μm的范围内。未煅烧硅藻土的混合物的平均体积基孔径应该在0.5μm至9μm，优选0.8至7μm，特别是0.9至5μm的范围内。在此，根据本发明的混合物的孔隙分布的形状可以显著偏离单一硅藻土的形状。根据各种硅藻土的组合，可产生双峰孔隙分布或具有明显肩部的孔隙分布。原则上可通过以各种比率混合不同硅藻土设定在上述界限内的特定平均体积基孔径。
通过混合各种活性组分(例如适当的钒化合物(V2O5、多钒酸铵、偏钒酸铵、碱金属钒酸盐或硫酸氧钒)与碱金属盐(硝酸盐、碳酸盐、氧化物、氢氧化物、硫酸盐))的水溶液或悬浮液(任选与硫酸和可充当成孔剂或润滑剂的其它组分，例如硫、淀粉或石墨一起)与载体材料，进行催化剂的制造。该混合操作不受进一步限制并可以例如在捏合机、螺杆混合机、桨式混合机或“Mix Muller”中进行，其中借助转轮和刮刀混合组分。
所得组合物在下一步骤中挤出以产生根据本发明的成型体，干燥并煅烧。挤出机的类型在此不受进一步限制。可以使用例如柱塞式挤出机、螺杆挤出机、级联挤出机或行星式齿轮挤出机。优选使用螺杆挤出机，特别是具有一个或两个螺旋轴的螺杆挤出机。螺旋轴可以在其几何方面，例如在其标称直径、螺纹深度和/或螺距方面优化，以使它们产生非常均匀的挤出物。可以例如优化螺旋轴的材料或其表面以及机筒的材料或其表面和挤出工具的材料或其表面以使其对要挤出的组合物具有极高耐受性。由于该组合物的低pH，耐腐蚀和耐酸材料特别优选。待加工的材料可以经由料斗从上方连续或间断供往螺杆。料斗中的可再现的计量和填充高度可带来改进的挤出质量。
挤出类型同样不受进一步限制。例如，可以使用冷挤出、温挤出或热挤出。在挤出机入口，待挤出的组合物通常具有10至90℃的温度。可以借助冷却介质(例如水)冷却具有机筒的挤出机外壳，以防止过高温度使部件变形。在这样的情况下，供入挤出机的冷却介质的温度通常为0至80℃。刚离开挤出机后的挤出物的温度通常为10至90℃。螺杆的旋转速度通常为1至100转/分钟，通常2至30转/分钟。在挤出工具上游的挤出机中的压力通常为20至500巴。螺杆产生的扭矩通常为50至5000Nm。
挤出工具可由一个或多个部件构成。在一个优选实施方案中，它们由模头和插销构成，模头尽可能决定外圆的形状、尺寸和位置，插销决定内圆的形状、尺寸和位置。可以将插销插入模头中。可以借助模头和插销的合适构造，例如借助一个部件中的凹槽和另一部件中的榫舌实现插销在模头中的平移和旋转定心。也可以借助附加定心工具实现定心。
如果该挤出工具由多个部件构成，则这些部件可以由相同材料或不同材料构成。在一个优选实施方案中，模头由非常耐酸的塑料，例如PTFE构成，且插销由耐酸不锈钢构成。可以便宜地通过例如注射成型制造模头。
成型体在挤出后通常经过干燥步骤。在此，炉的类型不受进一步限制。可以使用例如固定对流炉、旋转管式炉或带式炉。干燥持续时间通常为0.5至20小时，且温度通常为50至200℃。
成型体在干燥后通常经过煅烧步骤。在此，炉的类型不受进一步限制。可以使用例如固定对流炉、旋转管式炉或带式炉。煅烧持续时间通常为0.5至20小时，且温度通常为200至800℃。
在煅烧后或甚至在催化剂制造过程中的其它点，可以有利地根据它们的尺寸分选成型体并仅使用合适的尺寸级。可以例如借助合适的筛子实现这样的分选。大于或小于所需尺寸的成型体可以例如作为循环材料再循环至该方法中的合适的点。在再循环之前，可以有利地对这种循环材料施以一个或多个进一步工艺步骤，例如研磨。
本发明还提供成型催化剂体用于SO2氧化成SO3的用途。
本发明进一步提供SO2氧化成SO3的方法，其中使包含氧气和二氧化硫的气体混合物在340至680℃的温度下与本发明的成型催化剂体的床接触。
塔盘反应器(参见例如“H.Müller,Sulfuric Acid and Sulfur Trioxide inUllmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry,Wiley-VCH,2012”；DOI:10.1002/14356007.a25_635)通常用作反应器。这些塔盘反应器具有多个反应塔盘，其中使SO2与成型催化剂体接触。该反应器通常包含1至6，通常3至5个塔盘。该塔盘反应器通常大致绝热运行，即在SO2氧化成SO3中释放的热基本加热反应气体。SO2放热氧化成SO3受到随温度提高朝原材料方向移动的热力学平衡限制。在经过塔盘后，因此在供入下一塔盘之前将反应气体冷却，例如在合适的热交换器中。此外，在两个塔盘之间存在从反应气体中基本除去形成的SO3的过程(例如通过吸收在浓硫酸中)，以提高剩余SO2在后续塔盘中的转化率。
在反应气体进入第一塔盘之前，反应气体中的SO2浓度通常为2至20体积％；根据SO2源，其通常在5至15体积％的范围内。在反应气体进入第一塔盘之前，反应气体中的O2浓度同样通常为2至20体积％；根据SO2源，其通常在5至15体积％的范围内。体积流速通常为10 000至500 000标准立方米/小时，通常30 000至350 000标准立方米/小时。反应器的直径通常为2至15米，通常3至10米。每塔盘的催化床体积通常为10至500立方米，通常20至350立方米。每塔盘的催化床高度通常为0.3至3米，通常0.5至2.5米。基于以立方米计的催化剂体积，以标准立方米/小时计的气体空间速度(GHSV)通常为100至5000h-1，通常500至2500h-1。该流通常在层流范围内，且该流在塔盘中的雷诺数通常为10至1000，通常30至500。经过塔盘中的床的压降通常为2至100毫巴，通常5至50毫巴。
在经济上有利的是，经过该方法(特别经过反应器、热交换器和任选吸收塔)的压降低以使反应气体的压缩成本低并将部件的压力等级要求减至最低。表现出低压降和高活性的催化床在此有利。
通过下列实施例更详细例示本发明。
实施例
实施例1
催化剂组合物的制造
0.8991千克(硅藻土混合物的30重量％)来自EP Minerals的MN型硅藻土、1.4985千克(硅藻土混合物的50重量％)来自Diatomite SP CJSC的Masis型硅藻土和0.5994千克(硅藻土混合物的20重量％)来自Mineral Resources Ltd的Diatomite 1型硅藻土在鼓箍混合机(drum hoop mixer)(来自Engelsmann，容器体积32升)中以45转/分钟混合30分钟。将硅藻土混合物置于Mix-Muller(来自Simpson，建造年份2007、容器体积30升)中并以33转/分钟加工2分钟。然后经2分钟加入由1.3706千克KOH水溶液(47.7重量％)和0.532千克多钒酸铵(来自Treibacher)构成的第一溶液，并将该混合物进一步加工1分钟。经2分钟加入2.1025千克48％浓度硫酸并将该混合物以33转/分钟加工另外一分钟。作为下一步骤，将0.3千克K2SO4(来自K+S Kali GmbH)引入1.587千克50％浓度Cs2SO4水溶液，经2分钟引入Mix-Muller中并以33转/分钟加工另外1分钟，然后在继续加工的同时加入180克淀粉溶液(7.39重量％马铃薯淀粉在DI水中)。所得组合物以33转/分钟进一步加工直至从引入硅藻土开始的总加工时间总计15分钟。
对比例
根据本发明的成型体的水平投影的几何取决于待挤出的组合物在高压下传送经过的模头。工业成型体的压降受许多现实效应影响，例如成型体的曲率、确切长度分布、断裂性质和成型体，特别是端面的所得特质。这些性质可取决于成型体横截面的几何或所用模头的几何。
为了比较不同实际成型体的压降，必须实验测定压降。在工业生产中，挤出具有7个点、11毫米的距点峰的外径和4毫米直径的中心孔的星形挤出物。
在此使用具有螺杆的螺杆挤出机。从上方将固体引入螺杆。借助水冷却挤出机。挤出机中的传送螺杆的旋转速度为10转/分钟。引入时的固体和离开挤出机时的成型体的温度为大约50℃。经过一个挤出机的吞吐率为6000千克/天。尤其由于挤出物的传送速度不恒定，没有获得均一长度而是获得长度分布。此外，平均长度取决于模头的几何。该成型体随后在120℃下干燥2小时并在475℃下煅烧3小时。借助筛选装置除去尺寸过大和尺寸过小的成型体。
对于各模头形状，随机选择总共至少100个成型体，测定各成型体的最长长度并取平均值作为给定成型体的平均长度。然后假设沿z轴无曲率的理想化几何和垂直于z轴的平滑xy平面计算具有该平均长度的给定体的平均表面积。
此外，测定这些成型体的总重量和成型体的平均重量(算术平均值)。
在具有200毫米内径的500毫米长玻璃管中测定成型催化剂体的堆密度。
然后作为(堆密度x平均表面积)/平均重量计算表面积密度(以m-1计)。
在具有200毫米内径的500毫米长玻璃管中测定成型催化剂体的压降系数。为此在管中装载适当的催化剂样品并在室温下在各种空气体积流速下相对于环境压力测量压降。
压降系数ξ与压降成比例并借助以帕斯卡计的压降Δp、以米计的床高度H、0.01米的恒定参考长度dK、以千克/立方米计的平均气体密度ρ和平均表观气体速度w，定义为：
压降系数ξ可以使用下列平衡函数描述：
其中雷诺数借助以帕秒计的气体动态粘度η定义为
参数a和b可通过由实验值线性回归获得。硫酸反应器中的典型雷诺数为大约100。
通过EP 0019174中描述的方法测定特有的物理催化剂参数切削硬度和磨损。
实施例2至4
制造根据图1a和1b的模头以及根据图2a(实施例2)、2b(实施例3)和2c(实施例4)的匹配插销。
因此，y＝5.6mm和x1＝7.4mm(图1a和1b)，y＝5.6和x2＝3mm(图2a)，y＝6.0和x2＝3.2mm(图2b)或y＝5.6mm和x2＝3.6mm(图2c)。根据图2b(实施例3)，环形圈的内圆相对于模头1a偏心布置。
在工业生产中以类似于对比例的方式使用这些模头挤出成型体。
同样以类似于对比例的方式进行进一步加工。
长度、平均表面积、堆密度、平均重量、表面积密度、参数a和b、基于星形挤出物的相对表面积密度、基于星形挤出物的相对压降系数(在Re＝100[％]下的zetarel)、切削硬度和磨损报道在下表中。
可以看出，实施例2至4的催化剂的表面积密度是对比例1的催化剂的表面积密度的122％或127％。表面积密度的提高与在雷诺数100下的压降系数的仅中等提高相关联，其与在工业反应器中在SO2氧化的典型反应条件下建立的压降成比例。实施例2-4的催化剂在雷诺数100下的压降系数仅分别为对比例1的催化剂的压降系数的119％、115％或157％。具有四个孔的催化剂(实施例2和3)的压降系数的提高低于具有三个孔的催化剂。实施例2至4的根据本发明的催化剂的切削硬度大于对比例1的催化剂，而磨损较低。相应地，根据本发明的催化剂的机械性质同样优于现有技术。

Claims (14)

1.用于SO2氧化成SO3的成型催化剂体，其包含在二氧化硅载体材料上的钒、至少一种碱金属和硫酸盐，其中所述成型体具有含3或4个中空圆柱凸起的圆柱体形状，可通过经挤出工具的开口挤出包含在二氧化硅载体材料上的钒、至少一种碱金属和硫酸盐的催化剂前体组合物获得，其中所述挤出工具的开口具有由3或4个部分重叠的环形成的横截面，所述环的中点基本位于具有直径y的环形线上，其中所述环由位于具有外径x1的圆上的外线和位于具有内径x2的圆上的内线圈定。
2.根据权利要求1的成型催化剂体，其中所述横截面由3个环形圈形成，并且形成所述横截面的环的中点形成等边三角形。
3.根据权利要求1的成型催化剂体，其中所述横截面由4个环形圈形成，并且形成所述横截面的环的中点形成正方形。
4.根据权利要求1至3任一项的成型催化剂体，其中所述环的外径与环形线的直径的比率x1:y为0.8:1至2:1。
5.根据权利要求1至3任一项的成型催化剂体，其中所述环的外径与内径的比率x1:x2为1.5:1至5:1。
6.根据权利要求1至5任一项的成型催化剂体，其中所述成型体的平均长度z与所述环的外径的比率z:x1为1:1至6:1。
7.根据权利要求1至6任一项的成型催化剂体，其中所述环的外圆和内圆是同心的。
8.根据权利要求1至7任一项的成型催化剂体，其中所有环具有相同外径x1和相同内径x2。
9.根据权利要求1至8任一项的成型催化剂体，其具有一个或多个特征(i)至(iv)：
(i)4至9mm的环形线的直径y；
(ii)5.5至11mm的外径x1；
(iii)2.2至7mm的内径x2；
(iv)10至35mm的所述成型体的平均长度z。
10.根据权利要求1至9任一项的成型催化剂体，其中圈定所述环的位于具有外径x1的圆上的外线和位于具有内径x2的圆上的内线是所述圆本身。
11.根据权利要求1至9任一项的成型催化剂体，其中圈定所述环的位于具有外径x1的圆上的外线和/或位于具有内径x2的圆上的内线是波浪线或锯齿线。
12.一种制备成型催化剂体的方法，所述成型催化剂体包含在硅酸盐载体材料上的钒、至少一种碱金属和硫酸盐，所述方法通过经挤出工具的开口挤出包含在二氧化硅载体材料上的钒、至少一种碱金属和硫酸盐的催化剂前体组合物而由包含在硅酸盐载体材料上的钒、至少一种碱金属和硫酸盐的催化剂前体组合物制造该成型催化剂体，其中所述挤出工具的开口具有由3或4个部分重叠的环形圈形成的横截面，所述环形圈由具有外径x1的外圆和具有内径x2的内圆圈定并且其中点位于具有直径y的环形线上。
13.如权利要求1至11任一项中所述的成型催化剂体用于SO2氧化成SO3的用途。
14.SO2氧化成SO3的方法，其中使包含氧气和二氧化硫的气体混合物在340至680℃范围内的温度下与根据权利要求1至11任一项的成型催化剂体的床接触。
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