本发明涉及一种耐硫变换催化剂,具体涉及一种含硫耐硫变换催化剂及制备方法。
背景技术:
在一氧化碳耐硫变换技术领域,Co-Mo系耐硫变换催化剂在使用前需要先经过硫化处理,将活性金属由氧化态转变为硫化态,才具有活性。目前,硫化处理有器内预硫化和器外预硫化,器内预硫化就是催化剂在出售给厂家、装入反应炉后,开工之前先经过硫化使催化剂具有活性。这种方法耗费时间、人力物力、产生环境问题等,另外硫化过程中还会出现超温等问题;器外预硫化就是将耐硫变换催化剂先经过硫化处理,再出售给厂家,装入反应炉后即可开工使用,这样就避免了器内预硫化的问题,非常受市场欢迎。但是先经过硫化的催化剂必须经过钝化处理,否则催化剂暴露在氧气环境下会发生自燃,目前钝化技术可分为气相钝化、液相钝化和固相钝化。
目前工业应用中仍多数使用器内预硫化,器外预硫化也因种种限制还未广泛使用。
专利CN201010515194涉及一种高浓度CO合成气耐硫变换预变换处理方法,并提供了一种适用于该方法的专用催化剂及其制备方法。将钼酸铵用去离子水溶解,得到含钼的溶液A;将硝酸钴用去离子水溶解;再将硝酸镧、硝酸铈、氧化锌和草酸加入到上述溶液中,搅拌溶解,得到含钴和助剂的混合溶液B;称取拟薄水铝石、氧化镁、偏钛酸、田菁粉和水泥混合均匀,加入溶液A,捏合均匀;再加入溶液B,捏合、成型,自然晾干,焙烧,然后自然降温至室温;将焙烧好的催化剂放入密度为1.0kg/l的柠檬酸溶液中在常温下浸泡12小时后取出,自然晾干,于500℃下焙烧2h,然后自然降温至室温,即得到成品耐硫预变换催化剂。该专利涉及的催化剂含钴、钼的氧化物。
专利CN201310256566所涉及的催化剂采用钴钼二元活性组分、镁铝钛复合载体;制备过程中将草酸钴、钼酸铵、草酸铵和/或碳酸铵,加热搅拌溶于去离子水,一步法配制同时含钴钼活性组分的溶液,直接加入到载体物料中进行捏合成型。
专利CN89100315涉及一种耐硫一氧化碳变换催化剂的硫化方法。钴钼系耐硫一氧化碳变换催化剂经过H2S或CS2(浓度为1~4%)在250~450℃(较佳温度400~450℃)下处理20~24小时。
技术实现要素:
本发明目的在于提供一种含硫耐硫变换催化剂及制备方法,不需要经过硫化就具有变换活性的耐硫变换催化剂,避开器内预硫化的弊端,在工厂装入反应炉后即可开工使用。
本发明所述的一种含硫耐硫变换催化剂,催化剂的质量百分数组成如下:
Al2O3:50.4~57.0%;
MgO:19.7~23.7%;
MoS2:7.4~12.8%;
CoS:1.1~4.6%;
TiO2:余量。
含硫耐硫变换催化剂的制备方法,步骤如下:
(1)将拟薄水铝石、轻质氧化镁、偏钛酸混合均匀形成混合物A,将钼酸铵溶于水中,形成溶液1;
(2)将硝酸钴溶于水中,形成溶液2;
(3)将溶液1倒入混合物A中,捏合,再将溶液2倒入混合物A中,继续捏合,挤条得到条状催化剂半成品;
(4)将条状催化剂半成品置于流动的氮气中升温,升温结束后往催化剂上喷洒常温稀硫酸溶液,将催化剂骤冷钝化,降至常温得到催化剂成品。
升温分为五段:第一段用2~3h升温至125~145℃,第二段恒温2~3h;第三段开始在氮气中配入硫化氢,用1~2h升温至450~480℃,第四段恒温2~3小时;第五段停止加热,停止通入氮气和硫化氢。
步骤(1)中,水与混合物A的质量比为1:6~7。
步骤(2)中,水与混合物A的质量比为1:5~6。
氮气、硫化氢混合气体中硫化氢的浓度在3000ppm~10000ppm。
稀硫酸质量浓度为6%~9%。
步骤(3)中的将溶液1倒入混合物A中的捏合时间为10~15分钟。
步骤(3)中的将溶液2倒入混合物A中继续捏合时间为20~30分钟。
步骤(4)中,氮气空速为500~1000/h,压力0.5~1Mpa。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明含硫耐硫变换催化剂及制备方法,不需要经过硫化就具有变换活性的耐硫变换催化剂,催化剂当装入工厂反应炉后,即可开工使用,不需要经过器内预硫化,避开了器内预硫化的弊端,缩短使用厂家开工时间,经济效益显著,又节省了硫化所需人力、物力,避免了硫化过程中的气体排放,有良好的环保效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
取86.2g拟薄水铝石、23.6g轻质氧化镁、9.4g偏钛酸混合均匀形成混合物A,将6.8g钼酸铵溶于20g水中,形成溶液1;将3.5g硝酸钴溶于24g水中,形成溶液2:将溶液1倒入混合物A中,捏合10分钟,再将溶液2倒入其中,捏合20分钟,挤条。将条状催化剂半成品置于流动的氮气中,氮气空速为500/h,压力0.5Mpa,采用程序升温:第一段用2h升温至125℃,第二段在125℃恒温2h;第三段开始在氮气中配入一定量硫化氢,其中,氮气、硫化氢混合气体中硫化氢的浓度在3000ppm,用1h升温至450℃,第四段450℃恒温2小时;第五段停止加热,停止通入氮气和硫化氢,往催化剂上喷洒浓度为6%的常温稀硫酸溶液,将催化剂骤冷钝化,降至常温得到成品催化剂。
实施例2
取71.9g拟薄水铝石、19.7g轻质氧化镁、15.6g偏钛酸混合均匀形成混合物A,将11.8g钼酸铵溶于16g水中,形成溶液1;将14.7g硝酸钴溶于20g水中,形成溶液2:将溶液1倒入混合物A中,捏合15分钟,再将溶液2倒入其中,捏合30分钟,挤条,将条状催化剂半成品置于流动的氮气中,氮气空速为1000/h,压力1Mpa,采用程序升温:第一段用3h升温至145℃,第二段145℃恒温3h;第三段开始在氮气中配入一定量硫化氢,其中,氮气、硫化氢混合气体中硫化氢的浓度在10000ppm,用2h升温至480℃,第四段480℃恒温3小时;第五段停止加热,停止通入氮气和硫化氢,往催化剂上喷洒浓度为9%的常温稀硫酸溶液,将催化剂骤冷钝化,降至常温得到催化剂成品。
实施例3
取79.0g拟薄水铝石、21.7g轻质氧化镁、12.5g偏钛酸混合均匀形成混合物A,将9.2g钼酸铵溶于18g水中,形成溶液1;将9.6g硝酸钴溶于22g水中,形成溶液2:将溶液1倒入混合物A中,捏合13分钟,再将溶液2倒入其中,捏合25分钟,挤条,将条状催化剂半成品置于流动的氮气中,氮气空速为700/h,压力0.7Mpa,采用程序升温:第一段用2.3h升温至130℃,第二段130℃恒温2.3h;第三段开始在氮气中配入一定量硫化氢,其中,氮气、硫化氢混合气体中硫化氢的浓度在5000ppm,用1.32h升温至460℃,第四段460℃恒温2.3小时;第五段停止加热,停止通入氮气和硫化氢,往催化剂上喷洒浓度为7%的常温稀硫酸溶液,将催化剂骤冷钝化,降至常温得到催化剂成品。
实施例4
取82.1g拟薄水铝石、22.5g轻质氧化镁、10.0g偏钛酸混合均匀形成混合物A,将7.3g钼酸铵溶于19g水中,形成溶液1;将12.8g硝酸钴溶于23g水中,形成溶液2:将溶液1倒入混合物A中,捏合12分钟,再将溶液2倒入其中,捏合27分钟,挤条,将条状催化剂半成品置于流动的氮气中,氮气空速为800/h,压力0.8Mpa,采用程序升温:第一段用2.6h升温至135℃,第二段135℃恒温2.6h;第三段开始在氮气中配入一定量硫化氢,其中,氮气、硫化氢混合气体中硫化氢的浓度在7000ppm,用1.8h升温至470℃,第四段470℃恒温2.6小时;第五段停止加热,停止通入氮气和硫化氢,往催化剂上喷洒浓度为8%的常温稀硫酸溶液,将催化剂骤冷钝化,降至常温得到催化剂成品。
实施例5
取77.5g拟薄水铝石、21.2g轻质氧化镁、14.4g偏钛酸混合均匀形成混合物A,将10.1g钼酸铵溶于17g水中,形成溶液1;将6.4g硝酸钴溶于21g水中,形成溶液2:将溶液1倒入混合物A中,捏合14分钟,再将溶液2倒入其中,捏合23分钟,挤条,将条状催化剂半成品置于流动的氮气中,氮气空速为900/h,压力0.9Mpa,采用程序升温:第一段用2.8h升温至140℃,第二段140℃恒温2.8h;第三段开始在氮气中配入一定量硫化氢,其中,氮气、硫化氢混合气体中硫化氢的浓度在9000ppm,用1~2h升温至470℃,第四段470℃恒温2.8小时;第五段停止加热,停止通入氮气和硫化氢,往催化剂上喷洒浓度为7.5%的常温稀硫酸溶液,将催化剂骤冷钝化,降至常温得到催化剂成品。