[發明專利]一種抗砷CO耐硫變換催化劑及制備方法

有效

• 申請號: 201710244202.4
• 申請日: 2017-04-14
• 公開（公告）號: CN106964363B
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（設計）人: 張新堂
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: B01J23/882
• 分類號: B01J23/882;B01J23/885;B01J23/889;C01B3/16
• 代理公司: 濟南智圓行方專利代理事務所(普通合伙企業) 37231
• 代理人: 劉方梅

本發明公開了一種抗砷CO耐硫變換催化劑及制備方法，所述催化劑是以Al₂O₃、MgO?Al₂O₃尖晶石或多元的無機氧化物復合物為載體的Cu(Mn)?Co?Mo系抗砷?CO耐硫變換雙功能催化劑，所述催化劑組分含有CuO和/或MnO₂，含有Co和/或Ni元素，并且所述催化劑組分還至少含有Mo、W元素中的一種。該催化劑用于含砷較高的煤經氣化制取的合成氣、一氧化碳與水蒸汽變換制氣的變換工藝，可在溫度190?500℃、硫含量>0.01%v/v、水氣摩爾比0.1?1.6的條件下，不同壓力（0?10.0MPa）的變換工藝中使用，對高空速適應能力強，機械強度高，抗砷性能好，使用壽命長。

技術領域

本發明涉及催化技術領域，具體為一種抗砷CO耐硫變換催化劑及制備方法。

背景技術

在煤化工、石油化工工業中，一氧化碳和水蒸汽制取氫氣和二氧化碳的反應廣泛用于制取氨合成氣、氫氣和羰基合成氣。此反應通常需要有催化劑方可進行。最初常用的催化劑為Fe-Cr和Cu-Zn系，該類催化劑只有在無硫或低硫條件下才具有活性。二十世紀六十年代為了適應以重油、煤和減壓渣油為原料制取含硫較高合成氣的需要，發明了Co-Mo系耐硫變換催化劑。

目前的Co-Mo耐硫變換催化劑主要有兩大類：(1)為非堿金屬Co-Mo系耐硫變換催化劑，其低溫活性差，并且對工藝氣中的硫有一定的限制，低于限制值活性衰退嚴重；(2)為堿金屬促進的Co-Mo系耐硫變換催化劑，其低溫活性好，對工藝氣中的硫要求寬，但在高溫或高水汽分壓下催化劑活性衰退嚴重，并且載體結構不穩定。上述兩類催化劑通過組合可以適用于以重油、減壓渣油為原料制取含硫較高合成氣的不同耐硫變換工藝。同時也能適用于以煤為原料，采用高溫煤氣化技術制取的合成氣處理凈化工藝，如水煤漿氣化、SHELL粉煤氣化等技術。

由于我國天然氣和石油資源匱乏，以煤為化工主要原料將長期存在。煤中含有較高的硫，并且硫的存在形態復雜，其一氧化碳和水蒸汽變換反應需要Co-Mo系耐硫變換催化劑。同時砷與硫共礦，一般煤中硫含量高，均有較高的砷含量，砷是耐硫變換催化劑的毒物，造成了催化劑變換活性衰退較快，催化劑使用壽命較短，更換周期較短，不得不頻繁停車進行催化劑的更換，嚴重影響了裝置生產和經濟效益。為了滿足我國煤化工對耐硫變換催化劑的需求，我們研究開發了抗砷CO耐硫變換催化劑。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種使用壽命長、原料易得、制備工藝簡單的抗砷CO耐硫變換催化劑及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種抗砷CO耐硫變換催化劑，所述催化劑是以Al₂O₃、MgO-Al₂O₃尖晶石或多元的無機氧化物復合物為載體的Cu(Mn)-Co-Mo系抗砷-CO耐硫變換雙功能催化劑；所述催化劑組分含有CuO和/或MnO₂，含有Co和/或Ni元素，并且所述催化劑組分還至少含有Mo、W元素中的一種。

其中，所述CuO和/或MnO₂的質量含量在催化劑中為1-10％。

其中更優的，所述CuO和/或MnO₂的質量含量在催化劑中為2-5％。

其中，Mo和/或W元素與CuO和/或MnO₂的總摩爾比1：(0.10-2.5)；Co和/或Ni元素與CuO和/或MnO₂的總摩爾比1：(0.10-2.5)。

另外本發明還提供了一種制備上述抗砷CO耐硫變換催化劑的方法，制備方法包括以下步驟：