专利名称：浸渍负载型无铬一氧化碳中温变换催化剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于合成氨厂以及制氢装置中，一氧化碳加水制备氢气的工艺中使用的中温变换催化剂。具体地说，是采用一种对环境无污染的浸渍法制成的非铁铬系、负载型一氧化碳中温变换催化剂。
九十年代初联合国环境署(UNEP)为提高生态效益，减少环境风险，在全世界推广“清洁生产”概念，促使世界各国生产科研都从“末端污染控制战略”逐渐转向“一体化污染预防战略”，新的污染预防化学由此兴起。其重点是提出把“对环境的关注”纳入工艺设计之中。要求新的生产工艺节能、省料、取消有毒原材料、减少排放物的数量和毒性。现已成为目前全球生产科研发展的新方向。
在我国，环保要求也日益提高。合成氨及制氢工业中用量最大的铁铬系CO高温变换催化剂正逐步被新研制的无铬催化剂所取代，解决了此类催化剂的铬污染问题。但是，这些无铬催化剂仍为铁系催化剂，其活性组份Fe2O3一般由铁盐与氨等的中和沉淀来制备，故该类催化剂生产包含沉淀、洗涤，烘干、造粒、打片等制备工艺。除工艺繁杂外，还产生大量洗涤水需向外排放。目前，工业化生产一吨催化剂约产生60-80吨含氨氮的洗涤水，据我国统计资料表明高变催化剂年平均用量占化肥催化剂总用量的45％，年需要量达10000-13000吨。所产生的大量含氨氮废水对环境的污染，是全国性亟待解决的问题、而且氨氮废水净化处理也是环保行业费工费时的难题。
据中国专利等有关资料查新检索表明，目前尚未见到有关进行无废水外排(零排放)、浸渍负载型无铬一氧化碳中温变换催化剂的研制的相关报道。
本发明的目的是要提供一种较简单、保护环境无废水外排(零排放)的催化剂制备工艺和本身无毒价廉浸渍负载型无铬一氧化碳中温变换的催化剂。
本发明的目的是这样实现的一种以浸渍负载型无铬一氧化碳中温变换催化剂，其特征由活性氧化铝(γ-Al2O3)球粒作为催化剂的载体，与非铬无毒元素盐类水溶液组成的浸渍液，经浸渍、过滤、烘干、焙烧而成；浸余液经过滤，返回配制新浸渍液，实现无废液外排的“绿色”催化剂生产制备工艺；而且催化剂本体无毒对环境无污染；催化剂具体制备方法如下催化剂载体为球形活性氧化铝(γ-Al2O3)，其理化性能指标如下粒径Ф4-5mm，比表面≥180m3/g；孔容量≥0.45；强度≥70N，吸湿率≥45％；浸渍液的配制由镍、铜、锌、钒、钾、钼、稀土的可溶性盐类按下列比例配制而成Ni:2-15％,Cu:2-20％,Zn:2-10％,V:2-15％,K:5-20％,Mo:2-20％,RE:2-10％。
浸渍法制备工艺流程如附
图1所示。图中由载体至浸渍，浸渍时加入浸渍液，浸渍的浸余液仍可回收使用；浸渍后经过滤再烘干后制成成品。
浸渍法制备工艺具体条件浸渍条件常温，固/液1/2，浸渍时间6小时，烘干条件120℃,2小时。
本发明的浸渍负载型无铬一氧化碳中温变换催化剂在制备方法、催化剂组成、催化剂性能和催化机理都与现行的一氧化碳中温变换催化剂制备工艺迥然不同工艺流程简单、无废水外排，避免了现行“沉淀、洗涤，烘干、造粒、打片”制备工艺中“繁、耗、脏”过程对环境的污染。催化剂组成无铬无毒，对环境无污染。球形活性氧化铝(γ-Al2O3)载体比表面大、有利于内外扩散、降低阻力和提高热稳定性。其中催化活性、耐热性等都比同类产品先进。所以，本发明能够达到拟定的目的。
本发明的具体方案由以下实施例及其图表给出实施例1浸渍负载型一氧化碳中温变换催化剂的制备一次浸渍浸渍液配制称取硝酸镍20克、硝酸铜14克、硝酸锌5克、稀土2克，加入70毫升蒸馏水搅拌、溶解，直至溶液均匀透亮，放置半小时。用量筒准确量取活性氧化铝球(规格φ4-5mm、比表面180m3/g、耐压75N/颗)40毫升，一次性加入配制好的浸渍液中，搅拌约1分钟。放置4-6小时(每隔1小时搅拌一次)，然后过滤，回收好浸余液。将过滤好的样品放置马弗炉中，在360℃下，焙烧二小时，即为催化剂的半成品。
二次浸渍浸渍液的配制称取碳酸钾20克、氧化二钒8克、铵4克，加入70毫升蒸馏水搅拌、溶解，直至均匀透亮。将上面所得的半成品加入浸渍两小时后，过滤，在120℃下烘干2小时，即为浸渍负载型一氧化碳中温变换催化剂样品。
实施例2浸渍负载型无铬一氧化碳中温变换催化剂活性样品 实施例1制备的样品。测试条件 装填30毫升φ4-5mm原粒度催化剂。
变换原料气CO:25-30％ CO2:5-8％N2:20-25％ H2:40-45％空 速2500/h压 力0.8Mpa测试结果如下表所示
实施例3浸渍负载型无铬一氧化碳中温变换催化剂与B112型一氧化碳中温变换催化剂的催化活性比较测试条件装填5毫升10-12目催化剂颗粒。
变换原料气CO:25-30％ CO2:5-8％N2:20-25％ H2:40-45％测试 压力 常压 汽/气=1空 速 2000/h测试结果如下表所示
权利要求
1.一种以浸渍负载型无铬一氧化碳中温变换催化剂，其特征由活性氧化铝(γ-Al2O3)球粒作为催化剂的载体，与非铬无毒元素盐类水溶液组成的浸渍液，经浸渍、过滤、烘干、焙烧而成；浸余液经过滤，返回配制新浸渍液，实现无废液外排的“绿色”催化剂生产制备工艺；而且催化剂本体无毒对环境无污染；催化剂具体制备方法如下催化剂载体为球形活性氧化铝(γ-Al2O3)，其理化性能指标如下粒径Ф4-5mm，比表面≥180m3/g；孔容量≥0.45；强度≥70N,吸湿率≥45％；浸渍液的配制由镍、铜、锌、钒、钾、铝、稀土的可溶性盐类按下列比例配制而成Ni:2-15％,Cu:2-20％,Zn:2-10％,V:2-15％,K:5-20％,Mo:2-20％,RE:2-10％。
2.根据权利要求1所述的浸渍负载型无铬一氧化碳中温变换催化剂，其特征是浸渍法制备工艺具体条件浸渍条件常温，固/液1/2，浸渍时间6小时，烘干条件120℃,2小时。
全文摘要
本发明公开了一种用于合成氨厂以及制氢装置中,一氧化碳加水制备氢气的工艺中使用的中温变换催化剂。其特征是由活性氧化铝球粒作为催化剂的载体,与非铬无毒无素盐类水溶液组成的浸渍液,经浸渍、过滤、烘干、焙烧而成;浸余液经过滤,返回配制新浸渍液,实现无废液外排。本催化剂本体无毒,对环境无污染。因此是一种简化催化剂制备工艺、催化剂本身无毒价廉、根除废水排放(零排放)、保护环境的新型催化剂。
文档编号B01J32/00GK1322672SQ01108349
公开日2001年11月21日 申请日期2001年2月26日 优先权日2001年2月26日
发明者叶炳火, 江莉龙, 陈雅贞 申请人:福州大学化肥催化剂国家工程研究中心