一种用于电石炉气脱氧的催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于电石炉气脱氧的催化剂，由活性组分、活性助剂和载体组成：活性组分为Cu和Pt，活性组分铜，以氧化物计，重量百分含量为10～50％，铂的重量百分含量为0.1～3％；活性助剂为Zn、Fe、Al中的一种或几种，以氧化物计，重量百分含量为1～30％；其余为载体。本发明专利技术所述催化剂采用Pt、Cu为活性组分具有一定的抗毒性能，脱氧活性高、稳定性好、脱氧温度低，可将电石炉气的氧脱至1.0ppm(1×10-6(v/v))以下，制备方法简单，适合大规模工业化应用。本发明专利技术同时公开了这种催化剂的制备方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电石炉气的脱氧净化处理，特别是一种用于电石炉气脱氧的催化剂， 以及其制备方法。
技术介绍
电石是一种重要的基础化工原料，化学名称为碳化钙，电石与水反应制得乙炔，乙 炔是有机合成化学工业的基本原料，可以合成一系列的有机化合物，为工业、农业、医药提 供原料。 电石生产中炭素材料和石灰发生反应，生成碳化钙（电石）和C0。电石行业主要 生产装置是电石炉，分为内燃式电石炉和密闭式电石炉两类。内燃式电石炉与密闭式电石 炉相比，单位产品能耗较高，废弃物排放量较大，十一五期间已经被强制淘汰。目前，我国 具有自主知识产权的密闭式电石炉生产技术已经成熟，并且有了一定规模的应用。全面开 展内燃式电石炉改造密闭式电石炉的时机已经成熟。 密闭式电石炉通过加装炉盖,使电石炉密闭起来,隔绝了外部空气,将电石生产过 程产生的一氧化碳气体用抽气设备抽出利用。同时炉盖上装有自动加料管。密闭式电石炉 还配套有电极控制系统、炉气净化、气烧石灰窑等装置。与前两种炉型相比，密闭式电石炉 由于炉面上无燃烧火焰，碳材燃烧损失和热能损失小，同时电石炉气经净化处理后可作为 气烧石灰窑的燃料或作为有机合成原料，做到资源充分利用；电石炉周围没有火焰和粉尘， 炉面设备温度较低，改善了劳动、安全操作条件；炉料通过自动加料管加料，压放电极等操 作采用自动化控制，机械化程度高，设备运行更为安全可靠。 从密闭炉出来的电石炉气通常组成：C0 75?85%，H25?15%，CO2L5?5%， O2O. 5 ?3%，CH41 ?2%，N21 ?10%，焦油 1 ?2%，H2S< 600mg/m3,COS< 300mg/m3，CS2 > 3000mg/m3,噻吩 <lmg/m3,硫醇 < 300mg/m3，PH3 < 300mg/m3，NH3 < 30mg/m3，N0x< 200mg/ m3,另含AsH3、HCN等杂质。 中国专利申请号为201110196752. 6的专利技术申请公开了一种电石炉气净化提浓CO 的方法：将电石炉气除尘、冷却除焦、变温吸附预净化、增压、耐硫催化脱氧、水解脱硫、脱酸 气、脱砷、精脱硫、精脱氧、干燥、变压吸附提浓C0。 在上述净化工程中，脱氧工序国内目前文献报道的用于CO脱氧的催化剂主要包 括两大类，一是以贵金属为主活性组分的催化剂，包括Pd/Al203 (活性炭）、PdMn0/Al203、 PdAu(Ag)Al2O3(TiO2)等；二是非贵金属催化剂，主要有CuMnCo/活性炭、CuZnAl2O3 (活性 炭）、Cu0Mn0+助剂Zn(Ni、Au)/Al203等。这些催化剂中以Pt、Pd为主的贵金属催化剂脱氧 活性高，副反应较少，但价格昂贵，使用温度高，一般用于微量氧的脱除，且在高浓度CO气 体中贵金属催化剂易形成羰基化合物致使活性下降。非贵金属催化剂主要是铜、锰体系，这 类脱氧催化剂价格低廉，但反应活性低，使用温度在150°C以上时，当原料气氧含量高时易 飞温导致铜基催化剂烧结失活，且一氧化碳的副反应（包括歧化、甲烷化等）较严重。而锰 系脱氧催化剂的还原再生温度较高，能耗大，且机械强度差，易粉化，不利于大规模工业化 应用。 中国专利技术专利CN1220302A公开了一种用于合成气脱氧催化剂，其组成为CuMnCo/ 活性炭，可对小于1 %氧含量的合成气进行深度脱氧，净化后气体残氧量小于I.Oppm。但该 催化剂低温活性较差，反应温度高时又造成铜基催化剂的烧结，降低使用寿命。另外在高浓 度CO气体中，温度高时，CO歧化反应加快，易造成催化剂表面积炭，从而造成催化剂寿命缩 短。 中国专利技术专利CN1227139A公开了一种用于高浓度CO中脱氧用催化剂，以钯为主 催化成分，Ag、Au、Cr、V之一种为助剂制得。该脱氧剂用于高浓度CO脱氧，具有较高的活性 和选择性，较好的稳定性和脱氧精度。但其使用空速偏低，脱氧处理量小，使用成本较高。另 外该催化剂制备过程也很繁琐，载体需要用有机含氧化合物进行预饱和吸附高温热处理， 能耗和污染很大，不适用于工业上规模化生产。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的上述不足，提供一种用于电石炉气脱氧 的催化剂，是以贵金属和非贵金属复合组分为活性组分的双功能脱氧催化剂，采用了Pt、Cu 为活性组分，克服了以单一贵金属为活性组分反应温度高、抗毒能力低以及以非贵金属活 性组分活性低、副反应严重等缺点，性能互补。此外，本专利技术还提供了所述催化剂的制备方 法。 为了实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案： 一种用于电石炉气脱氧的催化剂，由活性组分、活性助剂和载体组成，其特征在于： 所述的活性组分为Cu和Pt,活性组分铜，以氧化物计，重量百分含量为10?50%，钼 的重量百分含量为0. 1?3% ; 活性助剂为Zn、Fe、Al中的一种或几种，以氧化物计，重量百分含量为1?30% ; 其余为载体。 采用Pt、Cu为活性组分，其性能互补，克服了以单一贵金属为活性组分反应温度 高、抗毒能力低以及以非贵金属活性组分活性低、副反应严重等缺点。 Pt对O2有较强的吸附能力，而Cu易吸附CO形成不太稳定的金属羰基络合物， Pt-Cu双金属活性组分利用其对O2和CO的吸附能力，可大大增加反应气体中CO与O2接触 的几率而加速反应，从而提高催化剂的活性。 实验研究表明1 %钼催化剂重复使用6次内具有很高的反应转化率和选择性。 所述活性组分Cu选自氧化亚铜、硝酸铜、醋酸铜或硫酸铜中的任意一种；所述活 性组分钼选自硫化钼、醋酸钼或硝酸钼中的任意一种。 所述活性助剂选自Zn、Fe、Al的硝酸盐、氯化物、醋酸盐中的任意一种或几种。 所述载体为二氧化硅、氧化镁或氧化锆中一种或几种。 一种所述的用于电石炉气脱氧的催化剂的制备方法，按照如下步骤进行： (1) 将活性组分Cu和活性助剂加水溶解，配成混合溶液； (2) 将载体加入步骤（1)配制的溶液进行捏合、挤条成型，干燥、焙烧，制得催化剂前 体； (3) 将钼盐溶解，制成一定浓度的水溶液； (4)将制备好的催化剂前体浸入步骤（3)制备的钼盐溶液中，常温浸渍4?8h，干燥、 焙烧，即得所述催化剂。 一种所述的用于电石炉气脱氧的催化剂的制备方法，按照如下步骤进行： (1) 将活性组分Cu和载体按比例混合； (2) 将步骤（1)所得混合物经捏合、挤条成型，干燥、焙烧，制得催化剂前体； (3) 将钼盐溶解，并与活性助剂的盐的水溶液混合制成浸渍液； (4) 将制备好的催化剂前体浸入步骤（3)制备的混合溶液中，常温浸渍4?8h，干燥、 焙烧，即得所述催化剂。 所述催化剂制备方法简单，适合大规模工业化应用。 所述催化剂应用于原料气空速为5000?isoootr1，催化脱氧反应温度为80? 200。。。 优选地，所述催化脱氧反应温度为90?150°C。 脱氧处理量大，反应温度低，空速5000?lSOOOtT1下，反应温度90?150°C可以 达到很好效果。 脱氧后处理气体的氧含量低于I. Oppm。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果是： 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电石炉气脱氧的催化剂的制备方法，其特征在于按照如下步骤进行：（1）将活性组分Cu和载体按比例混合；（2）将步骤（1）所得混合物经捏合、挤条成型，干燥、焙烧，制得催化剂前体；（3）将铂盐溶解，并与活性助剂的盐的水溶液混合制成浸渍液；（4）将制备好的催化剂前体浸入步骤（3）制备的混合溶液中，常温浸渍4～8h，干燥、焙烧，即得所述催化剂；所述催化剂由活性组分、活性助剂和载体组成，所述的活性组分为Cu和Pt，活性组分铜，以氧化物计，重量百分含量为10~50%，铂的重量百分含量为0.1~3%；活性助剂为Zn、Fe、Al中的一种或几种，以氧化物计，重量百分含量为1~30%；其余为载体；所述活性组分Cu选自氧化亚铜、硝酸铜、醋酸铜或硫酸铜中的任意一种；所述活性组分铂选自硫化铂、醋酸铂或硝酸铂中的任意一种；所述载体为二氧化硅、氧化镁或氧化锆中一种或几种；所述活性助剂选自Zn、Fe、Al的硝酸盐、氯化物、醋酸盐中的任意一种或几种。

【技术特征摘要】
1. 一种用于电石炉气脱氧的催化剂的制备方法，其特征在于按照如下步骤进行： (1) 将活性组分Cu和载体按比例混合； (2) 将步骤（1)所得混合物经捏合、挤条成型，干燥、焙烧，制得催化剂前体； (3) 将钼盐溶解，并与活性助剂的盐的水溶液混合制成浸渍液； (4) 将制备好的催化剂前体浸入步骤（3)制备的混合溶液中，常温浸渍4?8h，干燥、 焙烧，即得所述催化剂； 所述催化剂由活性组分、活性助剂和载体组成，所述的活性组分为Cu和Pt,活性组分 铜，以氧化物计，重量百分含量为1(T50%，钼的重量百分含量为0. 1~3% ; 活性助剂为Zn、Fe、Al中的一种或几种，以氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓世碧，
申请(专利权)人：邓世碧，
类型：发明
国别省市：四川;51