[發(fā)明專利]一氧化碳變換催化劑載體及制備方法和基于載體的催化劑

有效

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• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號: CN103127959A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設計）人: 江莉龍;魏可鎂;曹彥寧;趙文濤;劉彥芳;謝紅
• 申請（專利權）人: 福州大學;北京三聚環(huán)保新材料股份有限公司
• 主分類號: B01J32/00
• 分類號: B01J32/00;B01J23/882;C01B3/16
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

技術領域

本發(fā)明涉及一種適用于高壓工藝的一氧化碳耐硫變換催化劑，具體涉及一種載體和使用該載體的催化劑及其制備方法，屬于煤氣化領域。?

背景技術

一氧化碳變換是指在催化劑存在的條件下，CO與水蒸氣反應生成CO₂和H₂的過程。在利用煤或者渣油為原料合成氨、制氫和制羰基合成氣的工藝中，一氧化碳變換是一個重要的工序，通過這一工序可提高原料氣中H₂的含量，同時降低CO的濃度，避免因CO濃度較高而導致在后序工藝中發(fā)生催化劑中毒的現(xiàn)象。早期技術中使用的一氧化碳變換催化劑是鐵鉻系催化劑（Fe₃O₄/Cr），由于鐵鉻系催化劑具有成本低廉的優(yōu)點，因此得到了較為廣泛的應用。但鐵鉻系催化劑中的Fe₃O₄在H₂S存在的條件下容易發(fā)生如下反應：Fe₃O₄+H₂S+H₂=3FeS+4H₂O，從而導致鐵鉻系催化劑因硫中毒而失活。?

為了解決上述鐵鉻系一氧化碳變換催化劑存在的硫中毒的問題，本領域技術人員開發(fā)出了一些耐硫變換催化劑，如中國專利文獻CN101214442A就公開了一種耐硫一氧化碳變換催化劑，該催化劑的活性成分由以MoO₃表示的Mo的化合物、以CoO表示的Co的化合物和以K₂O表示的K的化合物組成，載體為鋁鎂尖晶石MgAl₂O₄，以催化劑總質(zhì)量為基準，所述催化劑的組成為：MoO₃，2-10%；CoO，0.2-5%；K₂O，2-10%，余量為載體鋁鎂尖晶石MgAl₂O₄。其中，所述鋁鎂尖晶石載體的制備方法為：將輕質(zhì)MgO與多孔性含水無定形氧化鋁按照1：1的摩爾比稱取后放置在混捏機中，加入硝酸水溶液進行混合和捏壓，形成可塑體，擠條成型后干燥，最后將烘干的條形物在500-650℃條件下焙燒，即得到所述鋁鎂尖晶石載體，該載體具有活性、穩(wěn)定性好的優(yōu)點。?

上述技術中，之所以選擇鋁鎂尖晶石作為載體是因為，在進行一氧化碳變換反應時，反應物之一為水，所以使得整個反應體系中水含量較大，這樣在選擇一氧化碳變換催化劑時，要充分考慮到這樣高水含量的環(huán)境對催化劑的水合滲透作用，只有選擇像鋁鎂尖晶石這樣晶體結構致密的載體才可以解決上述水合滲透問題。但是，鋁鎂尖晶石的致密結構有賴于其本身的純度，而高純度的鋁鎂尖晶石的獲得，是需要保證其焙燒溫度在1100℃以上的，雖然通過1100℃以上焙燒處理后獲得的鎂鋁尖晶石結構非常致密，但是這也就意味著該結構的比表面積非常小，根本無法作為催化劑的載體使用，而且若一味地為了獲得高純度的鎂鋁尖晶石而選擇1100℃以上的高溫進行焙燒，能耗大，成本高。如果選擇諸如上述技術中公開的500-650℃的焙燒溫度和制備方法所獲得的認為具有鎂鋁尖晶石結構的催化劑載體實際是MgO、氧化鋁和MgAl₂O₄的混合氧化物，這樣在上述高水含量的環(huán)境中就很容易出現(xiàn)水合現(xiàn)象，水分子經(jīng)載體孔隙或孔道進入載體中和載體未形成鎂鋁尖晶石的氧化鋁組分進行結合，導致催化劑活性和強度降低、容易出現(xiàn)催化劑破裂現(xiàn)象。?

所以，現(xiàn)有技術中始終無法解決鋁鎂尖晶石高比表面積、水合穩(wěn)定性和結構致密性之間的協(xié)調(diào)問題。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是現(xiàn)有技術中的一氧化碳耐硫變換催化劑選擇鋁鎂尖晶石作為載體，該載體由于要保證其具有高比表面積和穩(wěn)定性而只能在500-650℃進行焙燒，但是經(jīng)該溫度焙燒后的鋁鎂尖晶石無法獲得高穩(wěn)定性，使得其抗水合性能較差，在催化過程中其很容易發(fā)生水合現(xiàn)象，從而進一步導致所述催化劑的強度降低，產(chǎn)生破碎和磨損的問題，進而提供一種無需在高溫進行焙燒即可獲得具有高比表面積、高穩(wěn)定性的可用于一氧化碳耐硫變換催化劑的鎂鋁尖晶石載體和使用該載體的一氧化碳變換催化劑。?

本發(fā)明中所述一氧化碳變換催化劑載體和基于載體的催化劑及制備方法的技術方案為：??????

一種一氧化碳變換催化劑載體，至少由如下原料制備得到：?

???????????高嶺土粉，?????????5-30重量份；

???????????氧化鋁粉，?????????30-60重量份；

???????????氧化鎂或氫氧化鎂，?10-40重量份。