一种硫酸生产用钒催化剂的活性相及钒催化剂的制备方法技术

一种硫酸生产用钒催化剂的活性相的制备方法，属于催化剂制造技术领域。主要是通过改进活性相的制备方法，制得硫酸生产用钒催化剂。采用本发明专利技术方法制备的硫酸生产用钒催化剂具有更好的活性。该催化剂适用于硫酸生产装置的转化器的任何部分。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种硫酸生产用钒催化剂的活性相的制备方法
：本专利技术属于催化
，具体涉及一种硫酸生产用钒催化剂的活性相的制备方法。技术背景：钒催化剂用于硫酸生产装置中将SO2氧化转化为SO3。传统钒催化剂为钒—钾(钠)—硅体系，有中温型和低温型两种，中温型钒催化剂一般用于转化器的一、二、三段，操作温度一般要求高于420℃，不超过600℃，具有较好的中温活性；低温型钒催化剂一般用于转化器一段上部和四段、五段，操作温度一般要求高于410℃，具有较好的低温活性，有利于提高硫酸转化器中SO2转化为SO3的总转化率。在两转两吸流程的硫酸生产装置中组合装填传统的中、低温型钒催化剂，可使SO2最终转化率达到99.5％。钒催化剂的现有制造方法：目前钒催化剂一般为钒—钾—硅体系。其活性相的制造方法为将KOH用蒸汽溶化，并与V2O5在热煮条件下制得符合要求的KVO3与KOH混合溶液(简称钒水)，然后将钒水用硫酸中和制得V2O5和K2SO4胶体沉淀物。然后按规定比例将胶体沉淀物与助剂、精制硅藻土等加入碾子中混合均匀，碾压紧密，成为可塑性物料，再经挤条、干燥、焙烧、过筛和包装等工序制成钒催化剂。
技术实现思路
：本专利技术的目的是要提出一种钒催化剂的活性相的制备方法，用此活性相制造的催化剂比传统的钒催化剂具有更高的活性和-->热稳定性，能满足更高的SO2总转化率需要。本专利技术方法生产出的钒催化剂比传统的钒催化剂具有更好的催化性能，将此催化剂替代传统的钒催化剂用于硫酸生产中。本专利技术是这样来实现的，通过改变钒催化剂活性相的制备工艺，改变活性相的形态，使其在钒催化剂的制造过程中具有更好的分散性，并且，活性相中的部分物质在钒催化剂制造过程中起造孔剂的作用，有利于改善钒催化剂的孔结构。它主要包括以下内容：以偏钒酸盐为原料，在还原剂存在下，温度50～100℃下，发生氧化还原反应，生成含有四价钒盐的活性相溶液；然后按催化剂配方将活性相溶液与碱金属硫酸盐、酸式磷酸盐或磷酸、精制硅藻土等加入碾子中混合均匀，碾压紧密，成为可塑性物料，再经挤条、干燥、焙烧、过筛和包装等工序制成钒催化剂；适用的催化剂配方为V2O5 5.0～8.5％(重量)K2O/V2O5(摩尔比)2.5～4.5碱金属硫酸盐0～15.0％(重量)酸式磷酸盐或磷酸0～5.0％(重量)其余为精制硅藻土。本专利技术所用的偏钒酸盐可以是偏钒酸铵、偏钒酸钾、偏钒酸钠其中的一种，也可以是其中的两种或三种的混合物；还原剂为草酸；硅藻土可以是山东临朐硅藻土、东北长白硅藻土、浙江嵊县硅藻土和云南寻甸硅藻土中的一种，也可以是其中的两种的混合物。本专利技术制备的钒催化剂，适用于硫酸生产装置的转化器的任何部分。具体实施方式：下面结合实施例进一步说明本专利技术的内容：实施例1-1-->样品配方V2O5 8.0％、K2O/V2O5 2.7(摩尔比)其余为山东临朐精制硅藻土和东北长白硅藻土；采用传统生产工艺。将KOH用蒸汽溶化，并与V2O5在热煮条件下制得K2O/V2O5为2.7(摩尔比)的KVO3与KOH混合溶液(简称钒水)，制备的钒水的V2O5浓度为242g/L，K2O/V2O5为2.7。然后将33.1ml的钒水用13.4ml1∶1的硫酸中和制得V2O5和K2SO4胶体沉淀物，将胶体沉淀物与43.0g山东临朐精制硅藻土和46.2g东北长白硅藻土等加入碾子中混合均匀，加水碾压紧密，成为可塑性物料，再经挤条、干燥、焙烧、等工序制成100g钒催化剂。实施例1-2样品配方V2O5 8.0％、K2O/V2O5 2.7(摩尔比)其余为山东临朐硅藻土和东北长白硅藻土；采用新的钒催化剂的活性相制备方法。将11.1g草酸加入到60ml水中，加热到90℃，使草酸完全溶解，然后向草酸溶液中加入10.3g偏钒酸铵，搅拌，反应生成深蓝色溶液。再将上述溶液与20.7g硫酸钾、43.0g山东临朐精制硅藻土和46.2g东北长白硅藻土等加入碾子中混合均匀，加水碾压紧密，成为可塑性物料，再经挤条、干燥、焙烧、等工序制成100g钒催化剂。实施例2-1样品配方V2O5 8.0％、K2O/V2O5 2.7(摩尔比)其余为山东临朐精制硅藻土；采用传统生产工艺。钒水的制备同实施例1-1，将33.1ml的钒水用13.4ml1∶1的硫酸中和制得V2O5和K2SO4胶体沉淀物，将胶体沉淀物与86.2g山东临朐精制硅藻土等加入碾子中-->混合均匀，加水碾压紧密，成为可塑性物料，再经挤条、干燥、焙烧、等工序制成100g钒催化剂。实施例2-2样品配方V2O5 8.0％、K2O/V2O5 2.7(摩尔比)其余为山东临朐精制硅藻土；采用新的钒催化剂的活性相制备方法。将11.1g草酸加入到60ml水中，加热到90℃，使草酸完全溶解，然后向草酸溶液中加入10.3g偏钒酸铵，搅拌，反应生成深蓝色溶液。再将上述溶液与20.7g硫酸钾、86.2g山东临朐精制硅藻土等加入碾子中混合均匀，加水碾压紧密，成为可塑性物料，再经挤条、干燥、焙烧、等工序制成100g钒催化剂。实施例3-1样品配方V2O5 8.0％、K2O/V2O5 2.7(摩尔比)其余为浙江嵊县精制硅藻土；采用传统生产工艺。钒水的制备同实施例1-1，将33.1ml的钒水用13.4ml1∶1的硫酸中和制得V2O5和K2SO4胶体沉淀物，将胶体沉淀物与75.3g浙江嵊县精制硅藻土等加入碾子中混合均匀，加水碾压紧密，成为可塑性物料，再经挤条、干燥、焙烧、等工序制成100g钒催化剂。实施例3-2样品配方V2O5 8.0％、K2O/V2O5 2.7(摩尔比)其余为浙江嵊县精制硅藻土；采用新的钒催化剂的活性相制备方法。将11.1g草酸加入到60ml水中，加热到90℃，使草酸完全溶解，然后向草酸溶液中加入10.3g偏钒酸铵，搅拌，反应生成深蓝色溶液。再将上述-->溶液与20.7g硫酸钾、75.3g浙江嵊县精制硅藻土等加入碾子中混合均匀，加水碾压紧密，成为可塑性物料，再经挤条、干燥、焙烧、等工序制成100g钒催化剂。实施例4-1样品配方V2O5 8.0％、K2O/V2O5 2.7(摩尔比)其余为云南寻甸精制硅藻土；采用传统生产工艺。钒水的制备同实施例1-1，将33.1ml的钒水用13.4ml1∶1的硫酸中和制得V2O5和K2SO4胶体沉淀物，将胶体沉淀物与76.2g云南寻甸精制硅藻土等加入碾子中混合均匀，加水碾压紧密，成为可塑性物料，再经挤条、干燥、焙烧、等工序制成100g钒催化剂。实施例4-2样品配方V2O5 8.0％、K2O/V2O5 2.7(摩尔比)其余为云南寻甸硅藻土；采用新的钒催化剂的活性相制备方法。将11.1g草酸加入到60ml水中，加热到90℃，使草酸完全溶解，然后向草酸溶液中加入10.3g偏钒酸铵，搅拌，反应生成深蓝色溶液。再将上述溶液与20.7g硫酸钾、76.2g云南寻甸精制硅藻土等加入碾子中混合均匀，加水碾压紧密，成为可塑性物料，再经挤条、干燥、焙烧、等工序制成100g钒催化剂。样品测试催化剂样品：粒度为φ5×6～6.5mm。活性测试条件：转化器：采用夹套式单管反应器，其管径为φ36×2mm，测温热-->电偶套管位于转化器的中心，其管径为φ8×1.5mm；催化剂装量：30ml；催化剂粒度：6～6.5mm；空间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硫酸生产用钒催化剂的活性相的制备方法，其特征在于以偏钒酸盐为原料，在还原剂的存在，温度５０～１００℃下发生氧化还原反应，生成含有四价钒盐的活性相溶液；然后按催化剂配方将活性相溶液与碱金属硫酸盐、酸式磷酸盐或磷酸、精制硅藻土等加入碾子中混合均匀，碾压紧密，成为可塑性物料，再经挤条、干燥、焙烧、过筛和包装等工序制成钒催化剂；适用的催化剂配方为Ｖ↓［２］Ｏ↓［５］ ５．０～８．５％（重量） Ｋ↓［２］Ｏ／Ｖ↓［２］Ｏ↓［５］（摩尔比） ２．５～４．５ 碱金属硫酸盐 ０～１５．０％（重量） 酸式磷酸盐或磷酸 ０～５．０％（重量） 其余为精制硅藻土。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种硫酸生产用钒催化剂的活性相的制备方法，其特征在于以偏钒酸盐为原料，在还原剂的存在，温度50～100℃下发生氧化还原反应，生成含有四价钒盐的活性相溶液；然后按催化剂配方将活性相溶液与碱金属硫酸盐、酸式磷酸盐或磷酸、精制硅藻土等加入碾子中混合均匀，碾压紧密，成为可塑性物料，再经挤条、干燥、焙烧、过筛和包装等工序制成钒催化剂；适用的催化剂配方为V2O55.0～8.5％(重量)K2O/V2O5(摩尔比)2.5～4.5碱金属硫酸盐0～15.0％(重量)酸式磷酸盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：田先国，张秋菊，黄建明，
申请(专利权)人：南化集团研究院，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]