[發(fā)明專利]一種鋁酸鎂為載體的高壓耐硫變換催化劑無污染制備工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910273047.4
• 申請(qǐng)日: 2009-12-01
• 公開（公告）號(hào): CN101722005A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章小林;呂小婉;李耀會(huì);李小定
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華爍科技股份有限公司
• 主分類號(hào): B01J23/882
• 分類號(hào): B01J23/882;B01J37/00;C01C1/04
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張安國(guó)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種耐硫變換催化劑及其載體的制備工藝，更具體的是一種鋁酸鎂為載體的 高壓耐硫變換催化劑無污染制備工藝。

背景技術(shù)

隨著能源的日趨緊張，價(jià)格上漲及環(huán)保要求的提高，以煤為主的能源格局和可持續(xù)發(fā)展 戰(zhàn)略決定了潔凈煤氣化技術(shù)在我國(guó)具有重要的戰(zhàn)略意義。節(jié)能高壓耐硫變換新工藝及催化劑 技術(shù)是潔凈煤氣化技術(shù)系統(tǒng)工程中的重要組織部分。

合成氨生產(chǎn)中，變換與脫碳等壓的工藝較為合理，可以減少CO₂氣體變換至脫碳過程中 的壓縮功耗。但過去由于防腐技術(shù)的落后及物理性溶液脫碳對(duì)壓力的要求，使目前近500套 以煤為原料的小氮肥裝置背離了這一原則。這些裝置的變換壓力一般為0.8～1.35MPa，因此 能耗是一個(gè)很大的問題。雖然小氮肥行業(yè)噸氨能耗從七五期間(1986～1990)68.29GJ降至 到十五期間(2001～2005)52.64GJ，但仍然存在各地區(qū)發(fā)展不平衡的問題，噸氨能耗還有 20％～45％的差距。而提高變換壓力是目前氮肥行業(yè)節(jié)能降耗的有效手段之一。為了解決上 述問題，我國(guó)先后引進(jìn)了魯奇、殼牌等煤氣化技術(shù)，使得變換壓力普遍提高至3.0MPa以上， 噸氨能耗得到明顯的下降。

裝置大型化和提高壓力是節(jié)能減排的正確選擇。發(fā)達(dá)國(guó)家?guī)资陙淼某晒?jīng)驗(yàn)充分證明 了這一點(diǎn)。2006年中國(guó)氮肥協(xié)會(huì)提出的兩條節(jié)能措施之一就是提高變換壓力。但當(dāng)變換壓力 升至3.0MPa以上時(shí)，在一定的條件下常用的γ-Al₂O₃載體會(huì)產(chǎn)生相變生成α-Al₂O₃，整個(gè)載 體結(jié)構(gòu)發(fā)生了不可逆的變化造成催化劑快速失活，因此該類型的催化劑要求特殊專用載體， 多孔鋁酸鎂就是適合于高壓變換的載體。

目前，鋁酸鎂載體的常見制備方法有浸漬法即活性氧化鋁浸漬可溶性鎂鹽，經(jīng)干燥、焙 燒制得鎂鋁尖晶石載體，但該方法使用硝酸鎂浸泡活性氧化鋁，由于溶解度限制和浸漬工藝 的缺陷，只能獲得低氧化鎂含量、非均勻的鋁酸鎂，且硝酸鹽在焙燒過程中分解出大量的NO_x， 會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，不符合環(huán)保的要求；同時(shí)由于載體中大部分仍然以γ-Al₂O₃的形式存在， 載體結(jié)構(gòu)依然不穩(wěn)定。CN1205114C所公布的以含水的多孔性無定形氧化鋁和輕質(zhì)氧化鎂經(jīng) 混合捏壓，再擠條成型后干燥、焙燒，制得鋁酸鎂載體，但由于混捏法固有的缺陷，導(dǎo)致以 下兩個(gè)問題無法克服：(1)由于前驅(qū)物活性低，需要在很高的溫度下反應(yīng)才能進(jìn)行，其焙燒 溫度高達(dá)850℃，容易導(dǎo)致鋁酸鎂晶粒長(zhǎng)大，比表面下降；(2)由于混合法存在局部不均的 特點(diǎn)，導(dǎo)致氧化鎂不能與氧化鋁完全結(jié)合，以致所得鋁酸鎂載體有游離氧化鎂存在，影響催 化劑的活性和穩(wěn)定性。其他制備鋁酸鎂的方法有共沉淀法、溶膠-凝膠法等，雖然都可以獲得 氧化鎂達(dá)平衡含量(～28.1wt％)的鋁酸鎂，但都存在“三廢”排放的問題，不符合綠色環(huán) 保的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種無污染的制備工藝，制得一種比表面積高、氧化鎂含量可達(dá) 平衡含量(～28.1wt％)、無游離氧化鎂存在的鋁酸鎂載體；以該載體負(fù)載氧化鈷和氧化鉬制 得的耐硫變換催化劑，可滿足高壓變換(2.5～10.0Mpa)工藝的要求。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案：

一種鋁酸鎂為載體的高壓耐硫變換催化劑的制備工藝，其特征在于：制備過程中無“三 廢”排放，為無污染工藝；所說的催化劑以催化劑質(zhì)量為基準(zhǔn)的化學(xué)組成為CoO1.0～5.0wt％， MoO₃7.0～12.0wt％，余量為鋁酸鎂載體；所說的鋁酸鎂載體以載體質(zhì)量為基準(zhǔn)的化學(xué)組成 為MgO?27.8～28.2wt％，余量為Al₂O₃；催化劑的制備步驟依次如下：

1)、將一元有機(jī)酸溶于溶劑中作為底液，所說的一元有機(jī)酸為甲酸、乙酸或丙酸，所說 的溶劑為甲醇、乙醇或丙醇與水的混合物；

2)、將步驟1)所得的底液與鋁源和鎂源打漿制得漿液，其鋁源含氧化鋁量和鎂源含氧 化鎂量的摩爾比為1∶1，氧化鎂和氧化鋁總質(zhì)量與底液質(zhì)量之比為1∶5～1∶10；

3)、向漿液中加入多元羧酸，于20～100℃下反應(yīng)1～24小時(shí)，然后老化，過濾，得濾 餅，所說的多元羧酸為乙二酸、丙二酸或檸檬酸；

4)、濾餅經(jīng)100～200℃干燥后、粉碎、成型、450～600℃焙燒即得鋁酸鎂載體；