[其他]催化劑母體

無效

• 申請號: 86108359
• 申請日: 1986-11-08
• 公開（公告）號: CN86108359A
• 公開（公告）日: 1987-06-17
• 發明（設計）人: 特倫斯·西斯爾思韋特;約翰·赫爾曼·亨德里克塔·馬特
• 申請（專利權）人: 帝國化學工業公司
• 主分類號: B01J23/76
• 分類號: B01J23/76
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 羅宏,盧新華

本發明涉及催化劑母體，尤其是鐵催化劑的氧化母體及其生產方法。

鐵催化劑母體，例如可用于氨合成或腈加氫工藝，通常由熔融氧化鐵（通常為磁鐵礦，它可能含有少量其它氧化物）固化熔化物并將固化物破碎成需要的粒度等步驟制得。這類熔化過的、碎粒狀的催化劑母體，其形狀必然是不規則的，這就導致嚴重的缺點。尤其是，不規則的形狀在使用中易破碎，導致床體變得密實，并因此而導致在氣體通過催化劑床時所引起的壓力降的增加。

而且在生產制造中涉及的熔融過程是相當昂貴的。

為了克服熔融催化劑的這些缺點，在GB-A-1484864中已提出，用濕法造粒工藝把氧化鐵組合物造粒，干燥，然后把顆粒燒結來生產一種一定形狀的元件形式的，尤其是近似球形顆粒的催化劑母體。為了得到足夠的催化活性，該方法的成型元件具有較大的孔隙，這種元件由顆粒狀的氧化鐵組合物來制備，氧化鐵組合物最好是磁鐵礦，其中基本上沒有小于37微米的顆粒。然而，得到的大孔隙顆粒的強度相當差。

我們已經發現用粒度小得多的氧化物原料，可以使成型元件的強度增加，雖然大大地降低了成型元件的孔隙度，但是，在還原過程中催化劑顯示出良好的活性。

因此本發明提供了一種制造氧化催化劑母體的方法，包括將研細的顆粒狀氧化鐵組合物加工為成型元件，并把所說的成型元件在至少1100℃溫度下燒結，本方法的特征在于，基本上所有的上述顆粒狀氧化鐵組合物的粒度都小于20微米。

顆粒粒度最好是至少50%（重量）的顆粒粒徑小于10微米。最好有至少90%（重量）的顆粒粒徑小于10微米，和至少50%（重量）的顆粒粒徑小于5微米。

燒結后，根據在大氣壓下，元件在汞中的體積來測定其密度，元件具有的密度最好為至少4克/厘米³，至少為4.3克/厘米³更好，BET表面積小于1米²/克。

顆粒狀組合物中的氧化鐵可以是磁鐵礦（Fe₃O₄），但是最好是赤鐵礦（Fe₂O₃），通過如沉淀，或噴霧干燥，如果需要還可加上研磨工序來獲得所需要的細粉狀態。換句話說熔融氧化鐵或天然存在的磁鐵礦或赤鐵礦可磨碎到需要的粒度。

元件最好含有至少50%（重量）的鐵是以氧化鐵的形式存在。然而，一部分鐵原子，例如多至20%的原子數目，可以被鈷原子取代。

為了用作催化劑母體，元件除含有氧化鐵外，通常還含有一種或多種氧化促進劑物質。一般的促進劑物質是石灰，氧化鎂，氧化鋁和/或氧化鉀。其它的促進劑，如銣、銫、鈹、鑭系元素、錒素元素、鉬、釩或鎢的氧化物，金屬如鉑族金屬及少量組分硅都可以取代或加入到上述促進劑中。促進劑的性質和比例取決于催化劑預期的用途。因此，對于氨合成，元件在通常含有氧化鋁和堿金屬氧化物以及任選地含有氧化鎂和/或石灰。在元件中，通常這類促進劑的成分比例如下：

氧化鋁????1-5%（重量/重量）

堿金屬氧化物????0.3-2%（重量/重量）

石灰????0-5%（重量/重量）

氧化鎂????0-2%（重量/重量）

對于用作腈加氫的催化劑母體，元件將含有多至5%，例如0.5-5%（重量/重量）的氧化鋁或氧化鎂，但是通常不含堿金屬氧化物。

為了幫助使所用的組合物致密化以形成燒結氧化鐵元件而摻入用作助熔劑的石灰的一個缺點是在氧化鐵還原成金屬時，元件容易破裂和粉碎。我們已經發現，把少量的鋁酸鎂尖晶石摻入到制備燒結元件的組合物中，氧化鐵還原時元件的破裂傾向明顯降低。使用的鋁酸鎂尖晶石的量最好為0.1至1摩爾/1摩爾石灰。為了抑制破裂的發生，這樣加入鋁酸鎂尖晶石是必需的，以單獨組分加入氧化鎂和氧化鋁沒有所希望的效果。

可以把幾種或所有的想要的促進劑摻入到顆粒氧化鐵組合物中，這取決于制備元件的方法。因此，如果采用干成型法，可以把添加物如氧化鈷、氧化鋁、氧化鎂和氧化鈣或加熱時能分解成上述物質的化合物如水合氧化鋁、氫氧化鈣或氫氧化鎂、碳酸鈣或碳酸鎂與氧化鐵混合，然后把這些組合物粉碎成所需的粒度。另一方面，如添加物具有所需要的粒度，可以在成型前將它們加入到顆粒氧化鐵中。水溶性化合物，如堿金屬或堿金屬碳酸鹽可以在成型前或成型后用合適的溶液如水溶液浸漬氧化鐵組合物的方法摻入。當應用濕成型法時，可溶性的促進劑添加物可以摻入使用的液體中，以形成待成型處理的物質。這類可溶性的促進劑在某些情況下有助于成型過程。