[發明專利]高空速耐硫預變換催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201410529326.3
• 申請日: 2014-10-09
• 公開（公告）號: CN105562022B
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 白志敏;齊煥東;余漢濤;趙慶魯;田兆明;王昊;姜建波;薛紅霞;陳依屏;李文柱
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: B01J23/888
• 分類號: B01J23/888;B01J23/883;B01J23/885;B01J23/889;B01J35/10;C01B3/16
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

本發明涉及一種催化劑，具體涉及一種高空速耐硫預變換催化劑。耐硫變換催化劑以鎂、鋁和鈦為復合載體，采用鉬、鈷和鎳為活性組分，并添加助活性組分，助活性組分為氧化鎢、氧化鐵、氧化錳、氧化銅或氧化鎂中的一種或幾種。該催化劑具有較高的抗壓強度、良好的結構及活性穩定性，對毒物吸附脫除能力強，活性組分利用率高且不易流失；本發明還提供其制備方法，工藝合理，該工藝制備的催化劑在目前高空速變換工藝條件甚至在更高空速條件下仍具有很好活性和活性穩定性，且延長了使用周期，同時可兼顧對毒物及灰分吸附脫除作用。

技術領域

本發明涉及一種催化劑，具體涉及一種高空速耐硫預變換催化劑及其制備方法。

背景技術

耐硫預變換工藝目的是對工藝氣進行預變換，以降低后續變換系統的負擔，減少由于工藝氣不穩定所造成的對后續主變換催化劑的影響，同時還吸附氣化后粗合成氣中夾帶的灰分及砷等毒物，起到一定的保護作用。該工藝所使用的耐硫變換催化劑通常也稱作耐硫預變換催化劑，該類催化劑相比主變裝量要少很多，導致在相同負荷條件下，通過預變換爐催化劑床層氣空速均要大大高于主變爐催化劑，有的甚至超過3倍以上，加上預變催化劑活性組份也相對較低；以致目前工業上所用的耐硫預變換催化劑在使用過程中存在一定的問題，主要表現為在高空速苛刻的工藝條件下，使用周期短，活性穩定性差，有的甚至3個月就需更換，長的也不到1年；同時，預變換催化劑活性穩定性差，還表現在使用初期時，變換活性高，放熱多，尤其是對于部分不帶換熱設備的變換工藝中，后續主變催化劑開始即處于高溫運行，而在主變催化劑使用末期就無法通過提高反應溫度來增加CO變換率，進而使得主變催化劑實際使用壽命受到影響；預變換催化劑活性的變化還導致后續系統操作工藝參數需要不斷調整，使操作復雜化，操作不當時有可能造成后續主變換催化劑的泡水，甚至是失活。預變換爐設計也多采用一開一備切換使用來延長裝置運行周期。

由于常規耐硫變換催化劑使用時氣空速較低，受內擴散影響大，催化劑活性組份要求分布均勻，使其利用率高，并延長催化劑使用壽命；但耐硫預變換工藝中預變換催化劑使用條件發生變化，氣空速大大增加，受外擴散影響較大，且當氣空速達到一定值時，外擴散影響占主導地位，而目前在用耐硫預變換催化劑仍沿用主變催化劑制備工藝，在高氣空速受外擴散影響時，其內部活性組份利用率大大下降，使催化劑活性和活性穩定性受到一定的影響。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種高空速耐硫預變換催化劑，具有較高的抗壓強度、良好的結構及活性穩定性，對毒物吸附脫除能力強，活性組分利用率高且不易流失；本發明還提供其制備方法，工藝合理。

本發明所述的高空速耐硫預變換催化劑，耐硫變換催化劑以鎂、鋁和鈦為復合載體，采用鉬、鈷和鎳為活性組分，并添加助活性組分，助活性組分為氧化鎢、氧化鐵、氧化錳、氧化銅或氧化鎂中的一種或幾種。

復合載體鎂、鋁和鈦在催化劑中的質量百分數，以氧化物計：氧化鎂含量為5～30％，氧化鋁含量為50-90％，氧化鈦含量為1～15％；鉬、鈷和鎳活性組分在催化劑中的質量百分數，以氧化物計：氧化鉬為1.5～5.0％，氧化鈷為1.0～3.0％，氧化鎳為0.5～2.5％；助活性組分在催化劑中的質量百分數為0.5～4.0％。

所述的高空速耐硫預變換催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)活性組分溶液的配制：

將鉬酸銨用去離子水溶解，并用有機胺調節pH至7.1～8.0得溶液A；將硝酸鎳和硝酸鈷溶于去離子水中，攪拌溶解得溶液B；再將粘結劑和助劑溶于去離子水得到溶液C；

(2)載體成型：

將含鋁化合物、含鎂化合物、含鈦化合物和擴孔劑混合均勻，加入溶液C，捏合均勻，采用多孔模具擠成類蜂巢狀，經干燥和焙燒后制得催化劑載體；

(3)載體預處理：