本发明专利技术涉及一种提高低压钴钼耐硫变换催化剂低温活性的制备方法，利用现有的快脱法生产球形活性氧化铝载体工艺，直接生产含纳米氧化钼、纳米氧化钴的耐硫变换催化剂。省略了浸渍工艺,制备简单,成本降低,催化剂活性组分均匀,孔结构合理,比表面积明显增加,低温活性优异,按国家化工行业标准HG/T2779-2009,160℃检测,CO转化率≥90%,比SB303Q型钴钼耐硫变换催化剂起活温度低40℃,特别适用于合成氨厂深度变换工段,即变换系统出囗CO≤0.3%的变换工艺,吨氨节约蒸汽300kg,节能效果显著。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种提高低压钴钥耐硫变换催化剂低温活性的制备方法。
技术介绍
目前工业应用的钴钥耐硫变换催化剂主要有两大类:一类为低压(〈3.0MPa)条件下使用，采用Y -Al2O3为载体；另一类为高压(≥3.0MPa)条件下使用，采用铝镁尖晶石为载体。前一类低压钴钥耐硫变换催化剂，经过二十多年的发展与完善，生产工艺稳定成熟，工业实践中均采用球形Y-Al2O3为载体，浸溃钴钥钾活性组分，经烘干、筛分而成。此种方法制备的钴钥变换催化剂的低温活性想上一个新台阶已十分困难，特别在低于180°C并接近变换反应平衡温度时活性很差。这往往需要提温至180°C~210°C操作，此时会降低一氧化碳的变换率，从而提高蒸汽消耗，也影响整个变换工艺的经济性。本专利技术涉及一种高活性钴钥耐硫变换催化剂的制备方法，利用现有的快脱法生产球形活性氧化铝载体工艺，直接生产含纳米氧化钥、纳米氧化钴的耐硫变换催化剂。省略了浸溃工艺，制备简单，成本降低，催化剂活性组分均匀，孔结构合理，比表面积明显增加，低温活性优异，按国家化工行业标准HG/T2779-2009，160°C检测(注:国家化工行业标准检测温度为200°C )，CO转化率> 90%,比SB303Q型钴钥耐硫变换催化剂起活温度低40 0C，并且无环境污染。中国专利 CN1088093C、CN1242847C、CN1242847、CN1110304A CN1091427C 等都涉及在氧化铝制备中添加各种组分，但都未见添加纳米氧化钥、纳米氧化钴的报道。由于添加纳米氧化钥、纳米氧化钴，致使催化剂孔结构合理，比表面积明显增加，低温活性优异。到目前为止，也未见报导利用现有的快脱法生产球形活性氧化铝载体工艺，直接生产钴钥耐硫变换催化剂的制备方法，省略了浸溃工艺，制备简单，成本降低。
技术实现思路
本专利技术是针对现有技术的不足，通过利用现有的快脱法生产球形活性氧化铝载体工艺，直接生产含纳米氧化钥、纳米氧化钴的耐硫变换催化剂。省略了浸溃工艺，制备简单，成本降低，催化剂活性组分均匀，孔结构合理，比表面积明显增加，低温活性优异，按国家化工行业标准HG/T2779-2009，160°C检测，CO转化率> 90%,比SB303Q型钴钥耐硫变换催化剂起活温度低40°C，特别适用于合成氨厂深度变换工段，即变换系统出口CO ( 0.3%的变换工艺，吨氨可节约蒸汽300kg，节能效果显著。目前绝大多数的活性氧化铝生产商采用快脱法，即高温快速部分脱水工艺生产活性氧化铝球，活性氧化铝球生产工艺流程图如图1所示。按图1所示，将原料(a -三水铝石)经过干燥后，在粉碎工序破碎至325目，细的a -三水铝石在高温快速脱水装置内，与600~900°C热气体在高度湍动热气流中停留0.1~1秒进行闪速焙烧，生成过渡态氧化铝；然后经旋风分离器，分离后细粉添加水及助剂配成的粘合剂，在盘式制粒成型机中制成需要大小尺寸的生球，而后浸泡在热水中，并不断通入蒸汽完成水化过程。最后经高温焙烧，制成球形活性氧化铝载体。以此球形Y -Al2O3作载体，浸溃钴钥钾活性组分，经烘干、筛分，制得的钴钥耐硫变换催化剂按国家化工行业标准HG/T2779-2009，200°C检测，CO转化率> 90%。此种方法制备的钴钥变换催化剂的低温活性再想上一个新台阶已十分困难，特别在低于180°C并接近变换反应平衡温度时活性很差。这往往需要提温至180°C?210°C操作，此时会降低一氧化碳的变换率，从而提高蒸汽消耗，也影响整个变换工艺的经济性。本专利技术针对现有技术的不足，利用现有的快脱法生产球形活性氧化铝载体工艺，直接生产含纳米氧化钥、纳米氧化钴的耐硫变换催化剂。省略了浸溃工艺，制备简单，成本降低，催化剂活性组分均匀，孔结构合理，比表面积明显增加，低温活性优异，按国家化工行业标准HG/T2779-2009，160°C检测，CO转化率> 90%,比SB303Q型钴钥耐硫变换催化剂起活温度低40°C，特别适用于合成氨厂深度变换工段，即变换系统出口 COS 0.3%的变换工艺，吨氨可节约蒸汽300kg,节能效果显著。本专利技术是这样实现的: 1、一种提高低压钴钥耐硫变换催化剂低温活性的制备方法，其特征是将原料a -三水铝石经过干燥后，在粉碎工序破碎至325目，细的a-三水铝石在高温快速脱水装置内，与600?900°C热气体在高度湍动热气流中停留0.1?I秒进行闪速焙烧，生成过渡态氧化铝，然后经旋风分离器，分离后细粉即P -氧化铝粉与纳米氧化钥、纳米氧化钴混合均匀，其混合比例为A或者B或者C，然后加入去离子水为粘合剂，在盘式制粒成型机中制成需要大小尺寸的生球，而后浸泡在碳酸钾水溶液中水化，最后活化工序经450?550°C焙烧，制备出高活性钴钥耐硫变换催化剂。2、所述的混合比例A，是以质量百分分数计93.5%P-氧化铝粉、6.0%纳米氧化钥与0.5%纳米氧化钴比例混合；混合比例B，是以质量百分分数计92.0%P-氧化铝粉、7.0%纳米氧化钥与1.0%纳米氧化钴比例混合；混合比例C，是以质量百分分数计90.5%P -氧化铝粉、8.0%纳米氧化钥与1.5%纳米氧化钴比例混合。3.所述的混合比例B以质量百分分数计92.0%P-氧化铝、7.0%纳米氧化钥与1.0%纳米氧化钴比例混合为佳。4.所述的碳酸钾水溶液浓度以其质量百分分数计50%为佳。钴钥耐硫变换催化剂活性评价方法: 钴钥耐硫变换催化剂活性试验装置示意图见图3。采用小38 X 3mm不锈钢单管反应器，反应器的等温区长度50mm.将催化剂试验样用孔径4.0mm和5.0mm试验筛筛分.取粒度为4.0mm?5.0mm的试样，用250mL量筒紧密堆积IOOmL完整粒度试样并称量，求得堆密度，然后称取相当于30mL质量的试样备用。 在反应器的反应管底部垫一层不锈钢筛板，将处理干净的粒度为4mm?6mm的瓷球装入反应管内，并敲实，填至测定等温区时所确定的位置。再在瓷球上加一层不锈钢筛板，将上述备好的催化剂试样小心倒入反应管内，轻轻敲击管壁，使催化剂床层装填紧密，并测量其催化剂床层装填高度，然后加上一层不锈钢筛板，不锈钢筛板上装入适量的粒度为4_?6_瓷球，轻轻敲实，拧紧反应器螺帽后，将反应器接入试验系统。打开原料气总阀，向系统内通入原料气，并稳定在活性测定压力下，关闭系统进出口阀门，如在0.5h内压力下降小于0.02MPa,则视为系统密封。试漏符合要求后打开系统出口阀排气，使系统降至常压。将测温热电偶插入热电偶套管内，使其热端位于气体入口催化剂床层内5mm处。向反应器内通入原料气，原料气空速为7501T1，系统压力为常压。其升温硫化操作按表1的规定。反应器温度升至180°C时，开始向原料气中配入总硫(以H2S计)为50g/Nm3~70g/Nm3的硫化剂,直至反应器温度从420°C降温时停止配硫,硫化结束。表1硫化操作条件本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种提高低压钴钼耐硫变换催化剂低温活性的制备方法，其特征是将原料α?三水铝石经过干燥后,在粉碎工序破碎至325目,细的α?三水铝石在高温快速脱水装置内,与600～900℃热气体在高度湍动热气流中停留0.1～l秒进行闪速焙烧,生成过渡态氧化铝，然后经旋风分离器，分离后细粉即ρ?氧化铝粉与纳米氧化钼、纳米氧化钴混合均匀,其混合比例为A或者B或者C，然后加入去离子水为粘合剂，在盘式制粒成型机中制成需要大小尺寸的生球,而后浸泡在碳酸钾水溶液中水化，最后活化工序经450～550℃焙烧,制备出高活性钴钼耐硫变换催化剂。
【技术特征摘要】
1.一种提高低压钴钥耐硫变换催化剂低温活性的制备方法，其特征是将原料a-三水铝石经过干燥后，在粉碎工序破碎至325目，细的a-三水铝石在高温快速脱水装置内，与600?900°C热气体在高度湍动热气流中停留0.1?I秒进行闪速焙烧，生成过渡态氧化铝，然后经旋风分离器，分离后细粉即P -氧化铝粉与纳米氧化钥、纳米氧化钴混合均匀，其混合比例为A或者B或者C，然后加入去离子水为粘合剂，在盘式制粒成型机中制成需要大小尺寸的生球，而后浸泡在碳酸钾水溶液中水化，最后活化工序经450?550°C焙烧，制备出高活性钴钥耐硫变换催化剂。2.如权利要求1所述的一种提高低压钴钥耐硫变换催化剂低温活性的制备方法，其特征在于所述的混合比例...
【专利技术属性】
技术研发人员：周志斌，黄远军，肖辉亚，程瑞，陈劲松，
申请(专利权)人：湖北双雄催化剂有限公司，
类型：发明
国别省市：
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