一种流化床一氧化碳耐硫变换的微球形催化剂及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种流化床一氧化碳耐硫变换的微球形催化剂及制备方法，该流化床一氧化碳耐硫变换的微球形催化剂包括载体及负载在载体上的活性组分、助活性组分和改性组分，催化剂以氧化铝为载体，钴和钼为活性组分，铝镁尖晶石为助活性组分，磷元素和稀土元素为改性组分；以重量百分比计，催化剂中CoO的质量含量在1.0

【技术实现步骤摘要】
一种流化床一氧化碳耐硫变换的微球形催化剂及制备方法


[0001]本专利技术涉及催化剂
，具体而言，涉及一种流化床一氧化碳耐硫变换的微球形催化剂及制备方法。

技术介绍

[0002]现代煤化工多选用加压气化，CO含量高(水煤浆气化
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45％、干粉气化
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65％)，在变换炉内反应剧烈，温升高不易控制。多采用高汽气比和低汽气比两种工艺来解决这一难题，但是水汽比过高将会缩短催化剂使用寿命，增加床层阻力，CO停留时间缩短，变换率下降，操作难度增大，能耗高，还有可能导致催化剂反硫化而失活；而低汽气比，通过控制工艺气中的汽气比来控制第一变换炉的反应温度和反应深度，进行高CO浓度下的低汽气比反应，虽使变换反应条件温和，操作平稳，节省了蒸汽，但对于大型粉煤气化高CO含量的变换还存在很多的问题，流程复杂，设备较多，操作麻烦。
[0003]为了解决上述问题，适合大型煤气化装置的等温变换技术应运而生。等温变换反应技术是在一个反应器内利用物理方法及时将变换反应热移出，保持床层基本处于恒温状态，温度较低，反应程度加深，转化率高，延长了催化剂的使用寿命，使催化剂的性能得到最大程度的发挥，适合高CO变换反应。等温变换反应器主要靠反应器内部安装的列管或者蛇管取热器取走反应过程产生的热量，从而保证反应器内的温度基本均匀。从应用实践看，列管式换热效果好,但结构比较复杂,建造和维修比较困难，并且压降较高，不易大型化。蛇管式结构简单，但换热效果较差，当反应器较大时，等高度床层截面上明显存在温度差，存在着控制不准确，部分催化剂有过热的危险。
[0004]流化床反应器是在化工过程中应用非常广泛的一类反应器，特别适合于放热效应显著或对温度控制要求严格的体系。催化剂以微米级的颗粒形式存在于流化床反应器中，微米级固体颗粒具有非常大的表面积并且易于在反应器内流动返混，剧烈运动着的颗粒可以迅速使系统内的热量均匀分布，整个反应体系处于等温环境，取热方便，比固定床的换热效果好，反应温度容易控制，操作简便。专利技术一种适用于流化床一氧化碳耐硫等温变换的催化剂是实现流化床一氧化碳耐硫等温变换工艺过程的关键。其优点一是等温操作对催化剂产生的应力最小，有利于延长催化剂的寿命；二是较大的反应器处理能力；三是良好的操作稳定性。
[0005]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种流化床一氧化碳耐硫变换的微球形催化剂及制备方法。
[0007]本专利技术是这样实现的:
[0008]本专利技术提供一种流化床一氧化碳耐硫变换的微球形催化剂，该流化床一氧化碳耐硫变换的微球形催化剂包括载体及负载在载体上的活性组分、助活性组分和改性组分，且
催化剂以氧化铝为载体，钴和钼为活性组分，铝镁尖晶石为助活性组分，磷元素和稀土元素为改性组分；
[0009]以重量百分比计，催化剂中CoO的质量含量在1.0
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25.0％，MoO3的质量含量在1.0
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25.0％，MgO的质量含量在1.0
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15.0％，P2O5的质量含量在0.5
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5.0％，Re2O3的质量含量在1.0
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5.0％，其余为Al2O3。
[0010]本专利技术还提供一种上述流化床一氧化碳耐硫变换的微球形催化剂的制备方法，包括以下步骤：将铝溶胶、拟薄水铝与铝镁尖晶石、磷酸和稀土化合物混合后，通过喷雾干燥成型方式制得催化剂基体；以钴和钼为活性组元，采用等体积浸渍方法制得含有氧化钴和氧化钼的目的催化剂。
[0011]本专利技术提供一种上述流化床一氧化碳耐硫变换的微球形催化剂在CO变换制备合成气中的应用。
[0012]本专利技术具有以下有益效果:
[0013]本专利技术提供一种流化床一氧化碳耐硫变换的微球形催化剂及制备方法。该流化床一氧化碳耐硫变换的微球形催化剂包括载体及负载在载体上的活性组分、助活性组分和改性组分，且催化剂以氧化铝为载体，钴和钼为活性组分，铝镁尖晶石为助活性组分，磷元素和稀土元素为改性组分。其中，铝镁尖晶石既是催化剂的助活性组分，又是催化剂载体的一部分，具有活性高、组分分散性好和比表面积大等优势，利用铝溶胶和拟薄水铝石的双铝胶制得的催化剂载体耐磨性能高，特别适用于流化床反应器；在催化剂成型过程中添加磷元素和稀土元素一方面能够增加载体耐磨性能，另一方面能够提高催化剂的抗水热失活能力；通过等体积浸渍一氧化碳等温耐硫变换活性组分钴和钼元素能够促进活性组分的分散，提高其一氧化碳耐硫变换催化剂的活性。通过两步法制备的流化床一氧化碳耐硫等温变换的微球形催化剂具有良好的物理性能和化学反应性能。
具体实施方式
[0014]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0015]本专利技术实施例提供的催化剂是一种适应流化床反应器的微球型催化剂，催化剂具有CO转化率高，抗失活能力强，流化耐磨性能好。
[0016]本专利技术的目的是提供一种以氧化铝为催化剂载体，以铝镁尖晶石、氧化钴、氧化钼为活性组分的高强度微球形的一氧化碳等温耐硫变换催化剂及其制备方法。
[0017]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0018]第一方面，本专利技术实施例提供一种流化床一氧化碳等温变换的微球形催化剂，该催化剂包括载体及负载在载体上的活性组分、助活性组分和改性组分，且催化剂以氧化铝为载体，钴和钼为活性组分，铝镁尖晶石为助活性组分，磷元素和稀土元素为改性组分；
[0019]以重量百分比计，催化剂中CoO的质量含量在1.0
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25.0％，MoO3的质量含量在1.0
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25.0％，MgO的质量含量在1.0
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15.0％，P2O5的质量含量在0.5
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5.0％，Re2O3的质量含量在1.0
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5.0％，其余为Al2O3。
[0020]在可选的实施方式中，稀土元素包括La、Ce中的至少一种。
[0021]在可选的实施方式中，目的催化剂的形状为微球形，符合流化床一氧化碳耐硫变换反应过程的需要。
[0022]在可选的实施方式中，目的微球催化剂物理性能应满足堆积密度0.90
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1.30kg/m3，比表面积20
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120m2/g，孔体积0.10
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0.90ml/g，磨损指数小于3.0％，＜20μm颗粒不大于10％，＞149μm颗粒不大于10％。
[0023]本专利技术实施例的方案利用共沉淀法制得的铝镁尖晶石既是催化剂的助活性组分，又是催化剂载体的一部分，具有活性高、组分分散性好和比表面积大等优势；在催化剂成型过程中利用铝溶胶和拟薄水铝石的双铝胶制得的催化剂载本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种流化床一氧化碳耐硫变换的微球形催化剂，其特征在于，所述流化床一氧化碳耐硫变换的微球形催化剂包括载体及负载在所述载体上的活性组分、助活性组分和改性组分，且所述催化剂以氧化铝为载体，钴和钼为活性组分，铝镁尖晶石为助活性组分，磷元素和稀土元素为改性组分；以重量百分比计，所述催化剂中CoO的质量含量在1.0
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25.0％，MoO3的质量含量在1.0
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25.0％，MgO的质量含量在1.0
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15.0％，P2O5的质量含量在0.5
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5.0％，Re2O3的质量含量在1.0
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5.0％，其余为Al2O3。2.根据权利要求1所述的流化床一氧化碳耐硫变换的微球形催化剂，其特征在于，所述稀土元素包括La、Ce中的至少一种。3.根据权利要求1所述的流化床一氧化碳耐硫变换的微球形催化剂，其特征在于，所述一氧化碳耐硫变换催化剂的形状为微球形。4.根据权利要求3所述的流化床一氧化碳耐硫变换的微球形催化剂，其特征在于，所述催化剂为微球形，物理性能满足：堆积密度为0.90
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1.30kg/m3，比表面积为20
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120m2/g，孔体积为0.10
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0.90ml/g，磨损指数小于3.0％。5.根据权利要求3所述的流化床一氧化碳耐硫变换的微球形催化剂，其特征在于，所述催化剂为微球形，粒径满足：＜20μm颗粒不大于10％，＞149μm颗粒不大于10％。6.一种根据权利要求1
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5中任一项所述的流化床一氧化碳耐硫变换的微球形催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将铝溶胶、拟薄水铝与铝镁尖晶石、磷酸和稀土氧化物混合后，通过喷雾干燥成型方式制得催化剂基体；以...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝代军，刘丹禾，李治，沈方峡，俞安平，任潇航，李欣，刘林娇，
申请(专利权)人：中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：