[發明專利]一種用于富CO氣耐硫脫氧的高活性催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201510316306.2
• 申請日: 2015-06-10
• 公開（公告）號: CN104888798B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 趙國強;陳耀壯;陳曉華;王莉;應理;李潔;譚平華;毛震波;賴崇偉
• 申請（專利權）人: 西南化工研究設計院有限公司
• 主分類號: B01J23/887
• 分類號: B01J23/887;B01J23/83;B01J23/889;B01D53/86;B01D53/46
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司51214
• 代理人: 呂玲

技術領域

本發明屬于催化劑及其制備領域，涉及一種脫氧催化劑，具體為一種用于富CO氣耐硫脫氧的高活性催化劑及其制備方法。

背景技術

在合成氨、合成甲醇的耐硫變換以及電石爐尾氣凈化過程中，由于O₂的存在，會使其在與CO生成CO₂的反應過程中放出大量熱，每反應0.1％的O₂會使氣流溫度升高10℃左右。若氣流中的O₂含量過高，會使床層劇烈升溫，可能改變催化劑的晶型和孔隙結構，使活性組分的分散度降低，甚至使催化劑燒結成塊而失活。因此，應對原料氣脫氧。

目前工業使用的脫氧劑主要有兩大類：一類是負載型貴金屬脫氧催化劑，以Pd、Pt或Ag為活性組分，具有操作溫域寬、空速高和殘氧量低等優點，但價格昂貴；另一類是Cu系或Ni系脫氧催化劑，價格便宜，但脫氧效果差。而這兩類脫氧劑均不能直接用于含硫氣體中的脫氧，硫會對其活性組分有毒害作用從而造成催化劑失活，因此在脫氧前要先進行脫硫再進行脫氧反應，這樣造成了脫氧成本增大，致使原料氣催化脫氧處理費用較高。

中國發明專利CN101301611A公開了一種耐硫脫氧催化劑及其制備方法及應用，催化劑由活性組分和多孔載體組成，所述活性組分為鐵或/和銅中的一種或幾種，多孔載體選自氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、二氧化硅以及分子篩中的一種或幾種。催化劑中活性組分負載量為1-95％(wt)，其余為載體。該催化劑具有一定的耐硫性能，適用于氧含量為3-6％(V/V)的煤層氣的脫氧處理，能將煤層氣中的氧脫至0.5％以下。中國發明專利CN104324730A公開了一種用于電石爐氣脫氧的催化劑及其制備方法，活性組分為Cu和Pt，以氧化物計含量分別為10-50％和0.1-3％，活性助劑為Zn、Fe、Al中的一種或幾種，含量為1-30％,其余為載體。該催化劑具有一定的抗毒性能，脫氧活性高，可將電石爐氣的氧脫至1.0ppm以下。但該催化劑不適用于含硫氣體的脫氧，而且原料氣中的氧含量要低于2.0％才可以使用。中國發明專利CN1464037A公開了一種高強度耐硫變換脫氧劑及其制備方法，該脫氧劑以鎂鋁尖晶石為載體，以鈷、鉬為活性組分，其中鈷占脫氧劑重量的0.3-3.0％，鉬占3-15％，該催化劑顯著地提高了強度、強度穩定性和耐沖蝕性，較好地解決了脫氧劑的粉化問題，但脫氧精度較低。

上述公開的結果顯示，現有的貴金屬脫氧劑不僅價格昂貴，而且不能滿足含硫氣氛的脫氧要求，而目前公開的非金屬脫氧劑脫氧精度較低，不能滿足下游工序的工藝要求，因此開發一種非貴金屬耐硫脫氧的高活性催化劑無疑是一種最佳選擇，同時具有很大的市場前景。

發明內容

本發明的目的在于針對以上技術問題，提供一種用于富CO氣耐硫脫氧的高活性催化劑，該催化劑適合于氧含量在1％-5％(V/V)的富CO含硫氣體的脫氧處理，價格便宜，脫氧精度高，可以將富CO氣體中的氧脫至0.05％以下。

本發明的另外一個目的是提供以上這種催化劑的制備方法。

本發明目的通過下述技術方案來實現：

一種用于富CO氣耐硫脫氧的高活性催化劑，該催化劑包括活性組分、第一助劑、第二助劑、第三助劑和載體，所述活性組分為鐵、錳、鉬、鎢、釩或其氧化物中的任意一種或多種的混合物；

所述第一助劑為鈷、鎳、銅或其氧化物中的任意一種或多種的混合物；

所述第二助劑為堿金屬、堿土金屬或其氧化物中的任意一種或多種的混合物；

所述第三助劑為稀土金屬鈰、釔、鏑、鉺、鈥或其氧化物中的任意一種或多種的混合物；

所述載體為二氧化硅、活性炭、二氧化鈦、二氧化鋯、氧化鎂、氧化鋁中的任意一種或多種的混合物；

以占催化劑的質量百分比計，活性組分與三種助劑含量之間的比例為5-10：1-5:1-5：0.1-1，余量為載體。優選為以占催化劑的質量百分比計，鉬5％-10％、鈷1％-5％、鉀1％-5％、鈰0.1％-1％，載體氧化鈦5％-10％，余量為載體氧化鋁，其總得質量百分比為100％。

一種用于富CO氣耐硫脫氧的高活性催化劑，可以直接采用混捏成型制備，制備方法包括如下步驟：

(1)、將鈷鹽、鉬鹽或氧化物、鉀鹽或氫氧化鉀、稀土金屬鹽加入到去離子水中，在不斷攪拌下，80℃-150℃加熱溶解1h-3h，制得Co-Mo-K-X混合溶液；