一種低溫型濕法轉(zhuǎn)化制硫酸釩催化劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及到催化劑【技術(shù)領(lǐng)域】。具體涉及一種低溫型濕法轉(zhuǎn)化制硫酸釩催化劑。催化劑配方重量百分比為：V2O5=6.5%～7.9%，K2O/V2O5=2.6～3.3（摩爾比）Na2SO4=2%～9%?P2O5=0～1%CS2SO4=2～10%助劑=1～3%，其余為硅藻土。通過添加低溫促進劑提高釩催化劑的低溫活性，降低起燃溫度。通過添加助劑，增加釩催化劑的抗水性，使其具有足夠的強度和抗粉化性。本發(fā)明制備的釩催化劑適用于濕法轉(zhuǎn)化制硫酸一段上部、二段和三段。
【專利說明】一種低溫型濕法轉(zhuǎn)化制硫酸釩催化劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到催化劑【技術(shù)領(lǐng)域】。具體涉及一種低溫型濕法轉(zhuǎn)化制硫酸釩催化劑?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]濕接觸法制酸是無需洗滌、干燥，在水蒸汽存在下將二氧化硫催化轉(zhuǎn)化成三氧化硫，并直接凝結(jié)成酸。顯而易見，濕接觸法制酸工藝更為簡單，更有利于系統(tǒng)能量的回收利用。由于大多數(shù)硫化氫氣源都比較干凈，所以濕接觸法制酸工藝的應(yīng)用也較為廣泛。濕法制酸工藝是一種最為經(jīng)濟的選擇。同時許多情況下硫磺并不是用戶所需要的產(chǎn)品，硫化氫制酸將是一種很有吸引力的選擇，并且用硫化氫制酸可省去很多工藝過程，降低投資和生產(chǎn)成本，使產(chǎn)品具有更強的市場競爭力。
[0003]硫化氫制酸所采用的濕法轉(zhuǎn)化工藝，其特點是原料氣中含有大量的水蒸汽。二氧化硫的催化氧化過程中是在含有大量水蒸汽的條件下進行的。使用普通的催化劑不能滿足濕法工藝，傳統(tǒng)的釩-硅催化劑會出現(xiàn)嚴重粉化，并且使用一段時間會造成壓力降升高。
[0004]目前，濕接觸法制酸催化劑在許多文獻和專利中都有所報導(dǎo)，國內(nèi)濕接觸法制酸的催化劑一般為釩-鉀-硅-鈉體系，CN165740A中所述的濕接觸法制酸催化劑中，所述的催化劑的主要重量組成V2O5 = 6.5%?8.0%, K20/V205=2.6?3.3%。其進口操作溫度一般在410°C _420°C之間。但隨著環(huán)保要求越來越嚴，要求催化劑具有更好的低溫活性。
[0005]據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國建成或在建的WSA裝置已有27套，主要用于石油煉制、焦化和煤化工、粘膠纖維生產(chǎn)、冶金等行業(yè)。但國內(nèi)尚無低溫濕法轉(zhuǎn)化制硫酸釩催化劑，急需開發(fā)國產(chǎn)一種低溫型濕法轉(zhuǎn)化制硫酸釩催化劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的要提出一種低溫型濕法轉(zhuǎn)化制硫酸釩催化劑。
[0007]本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的:針對濕法轉(zhuǎn)化的特點和濕法制酸的工藝情況，通過添加低溫促進劑提高釩催化劑的低溫活性，降低起燃溫度，針對濕法轉(zhuǎn)化原料氣含有10%的水份，通過添加助劑，增加釩催化劑的抗水性，使其具有足夠的強度和抗粉化性。
[0008]主要技術(shù)方案:
一種低溫型濕法轉(zhuǎn)化制硫酸釩催化劑，其特征在于催化劑的組成重量百分比=V2O5為
6.5 ?7.9%, K2O 與 V2O5 摩爾比為 2.6 ?3.3，Na2SO4 為 2 ?9%, P2O5 為 O ?1%，CS2SO4 為2?10%，其余為硅藻土。
[0009]所用的娃藻土為50%以上孔徑在0.1Mm?0.8Mm之間，其比表面積在50m2/g以上，并且Fe2O含量低于0.35%,中心目娃藻90%以上是直鏈藻的娃藻土。
[0010]上述催化劑的制備方法，按下述步驟進行:
1)K0H用蒸氣溶化，并與V2O5在熱煮條件下制得，KVO3與KOH混合溶液，即釩水；
2)將低溫促進劑加入到釩水中，然后用硫酸中和制得膠體沉淀物，PH值控制在2-3之間。[0011]3)將膠體沉淀物與磷酸、助劑與硅藻土等加入碾子混合均勻，加水碾壓緊密，成為可塑性物料，再經(jīng)擠條、干燥、焙燒等工序制成催化劑成品。
[0012]所述低溫促進劑是鈉鹽、可溶性銫化合物、含磷化合物中的一種或幾種。低溫促進劑占催化劑總重的4-20%
所述的可溶性銫化合物是含50%重量百分濃度的CsOH溶液，鈉鹽是Na2CO3,含磷化合物為磷酸
所述助劑是甲基纖維素，羧甲基纖維素的一種或兩種混合物。助劑的占催化劑總重的
1-3%
本發(fā)明制備的釩催化劑適用于濕法轉(zhuǎn)化制硫酸一段上部、二段和三段。
[0013]本發(fā)明生產(chǎn)出的低溫型濕法轉(zhuǎn)化制硫酸釩催化劑，比目前濕法制酸的專用催化劑起燃溫度低20°C -30°C，操作溫度可從410°C -420°C降至380°C -390°C，將此催化劑裝于濕法制硫酸的一段的上部，可使?jié)穹ㄖ扑嵫b置的SO2轉(zhuǎn)化率得到很大的提高，并降低轉(zhuǎn)化器一段的操作溫度。在轉(zhuǎn)化器末段使用該催化劑，提高了總轉(zhuǎn)化率，降低了尾氣中的SO2的濃度，滿足日益嚴格的環(huán)保要求。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合實施例進一步說明本發(fā)明的內(nèi)容:
實施例1
V2O5 6.5%, K20/V205 2.66 (摩爾比)硫酸鈉8%，硫酸銫2%，P2O5 1.5%，甲基纖維素1%其余為硅藻土。將KOH用蒸氣溶化， 并與V2O5在熱煮條件下制得，K20/V205為2.66的KVO3與KOH混合溶液(以下簡稱釩水)，制備的釩水為265.9g/l，K/V=2.66。然后將6.64g 50%的CsOH和12g Na2CO3加入到48.9釩水中，然后用23.7ml 1:1硫酸中和制得膠體沉淀物，將膠體沉淀物與3g磷酸、2g甲基纖維素和160.Sg硅藻土等加入碾子混合均勻，加水碾壓緊密，成為可塑性物料，再經(jīng)擠條、干燥、焙燒等工序制成200g催化劑。
[0015]實施例2
V2O5 6.5%, K20/V205 2.66 (摩爾比)，硫酸鈉 6.0%，硫酸銫 4%，P2O5 1.5%，甲基纖維素 1%，其余為硅藻土。將KOH用蒸氣溶化，并與V2O5在熱煮條件下制得，Κ/V為2.66的KVO3與KOH混合溶液(以下簡稱釩水)，制備的釩水為265.9g/l，K/V=2.66。然后將13.26g 50%的CsOH和9g Na2CO3加入到48.9釩水中，然后用23.8ml 1:1硫酸中和制得膠體沉淀物，將膠體沉淀物與3g磷酸、2g甲基纖維素和160.Sg硅藻土等加入碾子混合均勻，加水碾壓緊密，成為可塑性物料，再經(jīng)擠條、干燥、焙燒等工序制成200g催化劑。
[0016]實施例3
V2O5 6.5%, K20/V205 2.66 (摩爾比)硫酸鈉2.0%，硫酸銫8%，P2O5 1.5%，甲基纖維素1%其余為硅藻土。將KOH用蒸氣溶化，并與V2O5在熱煮條件下制得，K20/V205為2.66的KVO3與KOH混合溶液(以下簡稱釩水)，制備的釩水為265.9g/l,K2OA2O5 =2.66。然后將26.52g50%的CsOH和3g Na2CO3加入到48.9釩水中，然后用23.9ml 1:1硫酸中和制得膠體沉淀物，將膠體沉淀物與3g磷酸、2g甲基纖維素和160.Sg硅藻土等加入碾子混合均勻，加水碾壓緊密，成為可塑性物料，再經(jīng)擠條、干燥、焙燒等工序制成200g催化劑。成200g催化劑。
[0017]實施例4V2O5 7%, K20/V205 3.0 (摩爾比)硫酸鈉2.0%，硫酸銫8%, P2O5 1.5%,甲基纖維素1%其余為硅藻土。將KOH用蒸氣溶化，并與V2O5在熱煮條件下制得，K20/V205為3.0的KVO3與KOH混合溶液(以下簡稱釩水)，制備的釩水為265.9g/l，K20/V205 =3.0。然后將26.52g 50%的CsOH和3g Na2CO3加入到52.6ml釩水中，然后用28.4ml 1:1硫酸中和制得膠體沉淀物，將膠體沉淀物與3g磷酸、2g甲基纖維素和147g硅藻土等加入碾子混合均勻，加水碾壓緊密，成為可塑性物料，再經(jīng)擠條、干燥、焙燒等工序制成200g催化劑。
[0018]實施例5
V2O5 7.9%, K20/V205 3.0 (摩爾比)硫酸鈉2.0%，硫酸銫8%，甲基纖維素1%，其余為硅藻土。將KOH用蒸氣溶化，并與V2O5在熱煮條件下制得，K20/V205為3.0的KVO3與KOH混合溶液(以下簡稱釩水)，制備的釩水為265.98/1，1(/￥=3.0。然后將26.52g 50%的CsOH和3gNa2CO3加入到59.4ml釩水中，然后用31.7ml 1:1硫酸中和制得膠體沉淀物，將膠體沉淀物與3g磷酸、2g甲基纖維素和139g硅藻土等加入碾子混合均勻，加水碾壓緊密，成為可塑性物料，再經(jīng)擠條、干燥、焙燒等工序制成200g催化劑。
[0019]實施例6
V2O5 7.9%, K20/V205 3.2 (摩爾比)硫酸鈉2.0%，硫酸銫8%，甲基纖維素1%，其余為硅藻土。將KOH用蒸氣溶化，并與V2O5在熱煮條件下制得，K20/V205為3.2的KVO3與KOH混合溶液(以下簡稱釩水)，制備的釩水為265.9g/l，K20/V205 =3.2。然后將26.52g 50%的CsOH和3g Na2CO3加入到59.4ml釩水中，然后用33.55ml 1:1硫酸中和制得膠體沉淀物，將膠體沉淀物與3g磷酸、2g甲基纖維素和135g硅藻土等加入碾子混合均勻，加水碾壓緊密，成為可塑性物料，再經(jīng)擠條、干燥、焙燒等工序制成200g催化劑。
[0020]活性測試
催化劑樣品:粒度為Ψ9Χ3.5X (10—15)mm 活性測試條件:`
轉(zhuǎn)化采用夾套式單管反應(yīng)器，其管徑Ψ36Χ2.0_，測溫?zé)犭娕继坠芪挥谵D(zhuǎn)化器中心，其管徑為v8X1.5mm;
催化劑裝量:30ml 催化劑粒度:3.35~4mm 空間速度:3600^1
進氣SO2的體積百分數(shù)10%±1%，水蒸氣10%左右，余為空氣 系統(tǒng)壓力:常壓 活性檢測溫度:390°C，410°C 耐熱溫度:600°C，5h 以SO2轉(zhuǎn)化率表示活性的高低。
[0021]強度測試:
催化劑樣品:粒度為Ψ9Χ3.5X (10—15)mm 強度測試條件:
顆粒徑向抗壓強度的測定方法按GB/T3635的規(guī)定進行。強度測定采用智能顆粒強度試驗機，精度I級，量程O~250N。
[0022]酸泡強度測試條件將樣品顆粒在I =IH2SO4中浸泡24h后來吸干酸液，按強度測試條件進行測定。
[0023]活性測試結(jié)果列于表1強度測試結(jié)果列于表2 表1:活性測試結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.一種低溫型濕法轉(zhuǎn)化制硫酸釩催化劑，其特征在于催化劑的組成重量百分比=V2O5為 6.5 ?7.9%, K2O 與 V2O5 摩爾比為 2.6 ?3.3，Na2SO4 為 2 ?9%, P2O5 為 O ?1%，CS2SO4為2?10%,其余為娃藻土。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于所用的硅藻土為50%以上孔徑在0.1Mm?0.8Mm之間，其比表面積在50m2/g以上，并且Fe2O含量低于0.35%,中心目硅藻90%以上是直鏈藻的硅藻土。
3.如權(quán)利要求所述I的催化劑的制備方法，其特征在于按下述步驟進行: 1)K0H用蒸氣溶化，并與V2O5在熱煮條件下制得，KVO3與KOH混合溶液，即釩水； 2)將低溫促進劑加入到釩水中，然后用硫酸中和制得膠體沉淀物，pH值控制在2-3之間； 3)將膠體沉淀物與磷酸、助劑與硅藻土等加入碾子混合均勻，加水碾壓緊密，成為可塑性物料，再經(jīng)擠條、干燥、焙燒等工序制成催化劑成品。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于所述低溫促進劑是鈉鹽、可溶性銫化合物、含磷化合物中的一種或幾種；低溫促進劑占催化劑總重的4-20%。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于所述的可溶性銫化合物是含50%重量百分濃度的CsOH溶液，鈉鹽是Na2CO3,含磷化合物為磷酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于所述助劑是甲基纖維素，羧甲基纖維素的一種或兩種混合物；助劑的占催化劑總重的1_3%。
【文檔編號】C01B17/79GK103506143SQ201210206629
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月21日
【發(fā)明者】孫遠龍, 田先國, 董天雷, 孫中華, 張皓, 吳結(jié)華, 袁浩然, 張覓, 劉玉娟, 紀容昕 申請人:中國石油化工股份有限公司, 南化集團研究院