本发明专利技术涉及到催化剂产品及制造方法。具体涉及一种高浓度转化气硫酸生产用钒催化剂及其制备方法。催化剂配方重量百分比为：V2O5 7.5～8.5%，K2O/V2O5 3.0～4.0， Na2SO4 3.0～6.0，助剂 0.5～2.0%，大孔二氧化硅载体 8.0～20.0% ，其余为精制硅藻土。通过添加大孔二氧化硅提高载体的孔径、孔容积，增加活性组分的负载量，添加助剂提高催化剂的活性。本发明专利技术制备的钒催化剂，适用于硫酸生产装置的转化器一次转化的末端部分，提高一次转化率，能满足硫酸生产对SO2总转化率的需要。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化
，具体涉及一种高浓度转化气硫酸生产用钒催化剂产品及其制备方法。
技术介绍
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，以五氧化二钒为活性组分，硫酸钾、硫酸钠为助剂，山东硅藻土、东北硅藻土或两者混合作为载体。有中温型和低温型两种，中温型钒催化剂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，一般在转化器一段上部和四段装填低温型钒催化剂，其余部分装填中温型钒催化剂，可使SO2最终转化率达到99.8%，但由于一次转化率很难保持在95%以上，致使最终转化率很难保持在99.8%，导致总转化率下降，尾气排放超标。钒催化剂的现有制造方法：目前钒催化剂的制造方法为将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高浓度转化气硫酸生产用钒催化剂产品及其制备方法，此催化剂比传统的钒催化剂在高浓度转化气中（高SO3气氛）具有更高的活性和热稳定性，应用于一次转化的末端（传统为中温型钒催化剂），提高一次转化率，能满足硫酸生产对SO2总转化率的需要。本专利技术是这样来实现的，催化剂配方为V2O57.5～8.5%K2O/V2O53.0～4.0Na2SO43.0～6.0助剂0.5～2.0%大孔二氧化硅载体8.0～20.0%其余为精制硅藻土。本专利技术是以精制硅藻土和大孔二氧化硅为载体，在传统的钒—钾（钠）—硅体系中添加助剂、大孔二氧化硅，增加活性组分的负载量，使其在高浓度转化气中具有更高的活性和热稳定性。本专利技术催化剂制备主要包括：按催化剂配方将活性相与碱金属硫酸盐、助剂、精制硅藻土与大孔二氧化硅载体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。所述助剂加入方式是在制备活性相时加入。本专利技术所用的助剂是磷酸、氢氧化铯、硫酸铯中的一种，也可以是两种的混合物。所述大孔二氧化硅载体为平均孔径在100～500nm。所述精制硅藻土是浙江硅藻土、云南硅藻土、长白硅藻土中的一种，也可以是两种的混合物。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一次转化的末端部分。本专利技术生产出的钒催化剂比传统的钒催化剂在高浓度转化气中具有更好的催化性能，此催化剂能替代传统的钒催化剂用于硫酸生产中。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样品配方V2O58.0%、K2O/V2O53.7（摩尔比）、Na2SO43.7%、磷酸1%、大孔二氧化硅8.0%、其余为精制长白硅藻土；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3.7的KVO3与KOH混合溶液(简称钒水)，制备的钒水的V2O5浓度为266g/L，K2O/V2O5为3.7。然后将30.1ml的钒水用17.9ml1∶1的硫酸中和制得V2O5和K2SO4胶体沉淀物，将胶体沉淀物与3.7gNa2SO4、1ml磷酸、8.0g大孔二氧化硅和59.8g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样品配方V2O57.5%、K2O/V2O54.0（摩尔比）、Na2SO44.1%、硫酸铯0.9%、大孔二氧化硅13.0%、其余为精制云南硅藻土；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4.0的KVO3与KOH混合溶液(简称钒水)，制备的钒水的V2O5浓度为266g/L，K2O/V2O5为4.0。然后将28.2ml的钒水用18.2ml1∶1的硫酸中和制得V2O5和K2SO4胶体沉淀物，将胶体沉淀物与4.1gNa2SO4、0.9g硫酸铯、13.0g大孔二氧化硅、52.7g精制云南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样品配方V2O58.2%、K2O/V2O53.5（摩尔比）、Na2SO45.5%、磷酸1%、大孔二氧化硅18.0%、其余为精制浙江硅藻土；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3.5的KVO3与KOH混合溶液(简称钒水)，制备的钒水的V2O5浓度为266g/L，K2O/V2O5为3.5。然后将30.8ml的钒水用17.4ml1∶1的硫酸中和制得V2O5和K2SO4胶体沉淀物，将胶体沉淀物与5.5gNa2SO4、18.0g大孔二氧化硅、47.0g精制浙江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样品配方V2O57.8%、K2O/V2O53.8（摩尔比）、Na2SO43.1%、氢氧化铯1.5%、大孔二氧化硅10.6%、其余为精制长白硅藻土；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3.8的KVO3与KOH混合溶液(简称钒水)，制备的钒水的V2O5浓度为266g/L，K2O/V2O5为3.8。然后将29.3ml的钒水和1.5g氢氧化铯混合均匀，用18.0ml1∶1的硫酸中和制得V2O5和K2SO4胶体沉淀物，将胶体沉淀物与3.1gNa2SO4、10.6g大孔二氧化硅、55.5g精制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。对比例（中温型钒催化剂）样品配方V2O58.0%、K2O/V2O52.7（摩尔比）、其余为精制长白硅藻土；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的KVO3与KOH混合溶液(简称钒水)，制备的钒水的V2O5浓度为266g/L，K2O/V2O5为2.7。然后将30.1ml的钒水用13.1ml1∶1的硫酸中和制得V2O5和K2SO4胶体沉淀物，将胶体沉淀物与82.0g精制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。样品测试催化剂样品：粒度为φ5×5～8mm。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；空间速度：3600h；进气SO2的体积百分数：2%、SO3的体积百分数：8%余为空气；系统压力：常压；活性检测温度：440℃；以SO2的转化率表示活性的高低。活性测试结果列于表一。表一活性测试结果。由测试结果可看出，采用本专利技术方法制备的钒催化剂在高浓度转化气中（高SO3气氛）的活性明显高于传统的钒催化剂，表明本专利技术制备本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高浓度转化气硫酸生产用钒催化剂，其特征在于催化剂配方重量百分比为：V2O5 7.5～8.5%K2O/V2O5 3.0～4.0（摩尔比）Na2SO4 3.0～6.0%助剂 0.5～2.0%大孔二氧化硅 8.0～20.0%其余为硅藻土。
【技术特征摘要】
1.一种高浓度转化气硫酸生产用钒催化剂，其特征在于催化剂配方重量百分比为：V2O57.5～8.5%K2O/V2O53.0～4.0（摩尔比）Na2SO43.0～6.0%助剂0.5～2.0%大孔二氧化硅8.0～20.0%其余为硅藻土。2.如权利要求1所述的催化剂,其特征在于大孔二氧化硅的平均孔径在100～500nm。3.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于助剂是磷酸、氢氧化铯、硫酸铯中的一种或两种的混合物。4.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：田先国，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，南化集团研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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