一种催化强化助剂及其制备方法与流程

1.本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及一种催化强化助剂及其制备方法。


背景技术：

2.催化剂又称触媒，在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂。
3.如授权公告号为cn113019387a，授权公告日为20210625的一种甲醇氧化制甲醛铁钼催化剂的制备方法。该铁钼催化剂的制备是以钼精矿和铁盐为原料，首先将钼精矿机械粉碎后进行焙烧处理；再按不同钼铁原子比将铁盐加入到上述焙烧后的氧化钼中，并进行固态研磨混匀；随后在上述混合物中加入氨水进行氨浸处理；随后加入无机酸进行酸沉处理，得到钼酸铁与钼酸的混合浆液；所得到的浆液老化处理后进行过滤分离，得滤饼；滤饼经干燥、粉粹、成型、焙烧即得可用于甲醇氧化制甲醛的铁钼催化剂。上述制备过程以钼精矿替代钼酸铵，可有效降低铁钼催化剂的原料成本。同时钼精矿中存在的cr、ni、as、sn、cu、pb、ca等作为助剂组份，可直接引入到铁钼催化剂中，不需要再额外引入。
4.上述以及在现有技术中的氨气合成用催化剂一般在催化时，需要加入助剂进行助催，使得催化剂性能较差，同时，现有氨气合成用催化剂生产工艺较为复杂，因此，亟需设计一种催化强化助剂及其制备方法解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种催化强化助剂及其制备方法，以解决现有技术中的上述不足之处。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种催化强化助剂，包括以下成分：铁钼催化剂、氧化钾、活性炭、氧化铝、稀土元素。
8.一种催化强化助剂制备方法，包括以下步骤：
9.s1.原料制备：先称量一定量的有机酸，同时在称量合适的金属铁、氧化钾等原料，而后进行研磨处理，得到精细的粉末；
10.s2.化学反应：在上一步得到有机酸后，将金属铁放入有机酸内部，使得铁与有机酸进行反应，从而生成有机酸铁与氢气，随后将钼酸与有机酸铁反应生成钼酸铁与相应的有机酸，此时钼酸铁沉淀作为铁钼催化剂的主要活性组份；
11.s3.萃取处理：将上述制成的钼酸铁倒入倒入微波萃取设备中，而后在加入溶剂，随后在启动搅拌器对物料进行搅拌，再启动微波萃取设备，从而对混合的溶液进行提取处理，从而得到剩下的钼酸铁；
12.s4.混合搅拌：将上述提取出的钼酸铁倒入搅拌罐内部，同时在加入氧化钾、活性炭、氧化铝、稀土元素、纯水，而后在启动搅拌器，使得搅拌罐内部的物料混合均匀；
13.s5.喷雾造粒：将上述得到的混合物料倒入造粒机中，而后启动造粒机进行喷雾造
粒处理，从而得到催化强化助剂；
14.s6.研磨过滤：待上一步结束后，可以将得到的助剂倒入球磨机中，而后进行研磨处理，之后再将得到的粉末倒在过滤设备中进行过滤处理，从而得到精细的助剂。
15.进一步的，所述s1中的有机酸为乳酸、柠檬酸、甘氨酸、乙酸、草酸、富马酸、葡萄糖酸、对甲苯磺酸，且采用上述组分的一种或两种以上混合使用。
16.进一步的，所述s1中金属铁包括铁粉、铁丝、铁板、铁箔等不同形状，且铁含量需在99％以上。
17.进一步的，所述s2中钼酸包括七钼酸、四钼酸、二钼酸、正钼酸，且选用上述组分的一种或两种以上混合使用。
18.进一步的，所述s3中微波萃取设备微波功率400-600w，且温度30-70℃，时间为3-8min。
19.进一步的，所述s4中稀土元素包括钪、钇和原子序数从57～71的镧系元素。
20.进一步的，所述s5中喷雾造粒时在粒子未完全干燥时对粒子吹冷风，使得粒子产生孔腔。
21.进一步的，所述s6中球磨时间为30-50min，且球料比为1:5，球磨机的频率为50-100hz。
22.在上述技术方案中，本发明提供的一种催化强化助剂及其制备方法，(1)本发明所设计的催化强化助剂由于具有催化剂、助剂两种成分，故而在氨气合成时，只需要加入一种催化剂就可以满足氨气合成的条件，提高催化剂的性能；(2)本发明所设计的催化剂制备方法，使用该方法制备催化剂时，该制备方法操作简单，易于实现规模化制备，同时毒性小，环境污染小，经济效益高，符合节能减排与清洁生产的要求；(3)本发明所设计的喷雾造粒、活性炭，在使用该方法制备催化剂助剂时，活性炭可以使得制成的催化剂助剂颗粒饱满，使得每个颗粒上物质紧紧吸附在一起，同时喷雾造粒时吹风处理，可以在颗粒干燥时使得颗粒产生细小的孔腔，增强后续氨气合成时催化剂的催化性能。
附图说明
23.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明一种催化强化助剂及其制备方法实施例提供的方法流程图。
25.图2为本发明一种催化强化助剂及其制备方法实施例提供的用途流程图。
具体实施方式
26.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
27.本发明实施例提供的一种催化强化助剂，包括以下成分：铁钼催化剂、氧化钾、活性炭、氧化铝、稀土元素。
28.如图1所示，本发明实施例提供的一种催化强化助剂制备方法，包括以下步骤：
29.s1.原料制备：先称量一定量的有机酸，同时在称量合适的金属铁、氧化钾等原料，
而后进行研磨处理，得到精细的粉末；
30.s2.化学反应：在上一步得到有机酸后，将金属铁放入有机酸内部，使得铁与有机酸进行反应，从而生成有机酸铁与氢气，随后将钼酸与有机酸铁反应生成钼酸铁与相应的有机酸，此时钼酸铁沉淀作为铁钼催化剂的主要活性组份；
31.s3.萃取处理：将上述制成的钼酸铁倒入倒入微波萃取设备中，而后在加入溶剂，随后在启动搅拌器对物料进行搅拌，再启动微波萃取设备，从而对混合的溶液进行提取处理，从而得到剩下的钼酸铁；
32.s4.混合搅拌：将上述提取出的钼酸铁倒入搅拌罐内部，同时在加入氧化钾、活性炭、氧化铝、稀土元素、纯水，而后在启动搅拌器，使得搅拌罐内部的物料混合均匀；
33.s5.喷雾造粒：将上述得到的混合物料倒入造粒机中，而后启动造粒机进行喷雾造粒处理，从而得到催化强化助剂；
34.s6.研磨过滤：待上一步结束后，可以将得到的助剂倒入球磨机中，而后进行研磨处理，之后再将得到的粉末倒在过滤设备中进行过滤处理，从而得到精细的助剂。
35.如图2所示，本发明实施例提供的一种催化强化助剂用途，包括以下步骤：
36.s1.加入合成塔：将上述制成的催化剂助剂放入氨气合成塔内部，而后通入氮气和氢气，使得氮气和氢气两种组分按1:3合成氨气；
37.s2.气体收集与检测：收集上述制成的氨气，而后再对氨气进行称重，并通过与通入的氮气、氢气通入的质量进行对比得到反应的数据。
38.具体的，本实施例中，对权1的详细解释。
39.本发明提供的一种催化强化助剂及其制备方法，该催化强化助剂由于具有催化剂、助剂两种成分，故而在氨气合成时，只需要加入一种催化剂就可以满足氨气合成的条件，提高催化剂的性能。
40.本发明提供的另一个实施例中，如图1所示的，s1中的有机酸为乳酸、柠檬酸、甘氨酸、乙酸、草酸、富马酸、葡萄糖酸、对甲苯磺酸，且采用上述组分的一种或两种以上混合使用。
41.本发明提供的另一个实施例中，如图1所示的，s1中金属铁包括铁粉、铁丝、铁板、铁箔等不同形状，且铁含量需在99％以上。
42.本发明提供的另一个实施例中，如图1所示的，s2中钼酸包括七钼酸、四钼酸、二钼酸、正钼酸，且选用上述组分的一种或两种以上混合使用。
43.本发明提供的另一个实施例中，如图1所示的，s3中微波萃取设备微波功率600w，且温度60℃，时间为5min。
44.本发明提供的另一个实施例中，如图1所示的，s4中稀土元素包括钪、钇和原子序数从57～71的镧系元素。
45.本发明提供的另一个实施例中，如图1所示的，s5中喷雾造粒时在粒子未完全干燥时对粒子吹冷风，使得粒子产生孔腔。
46.本发明提供的另一个实施例中，如图1所示的，s6中球磨时间为45min，且球料比为1:5，球磨机的频率为80hz。
47.工作原理：s1.原料制备：先称量一定量的有机酸，同时在称量合适的金属铁、氧化钾等原料，而后进行研磨处理，得到精细的粉末；s2.化学反应：在上一步得到有机酸后，将
金属铁放入有机酸内部，使得铁与有机酸进行反应，从而生成有机酸铁与氢气，随后将钼酸与有机酸铁反应生成钼酸铁与相应的有机酸，此时钼酸铁沉淀作为铁钼催化剂的主要活性组份；s3.萃取处理：将上述制成的钼酸铁倒入倒入微波萃取设备中，而后在加入溶剂，随后在启动搅拌器对物料进行搅拌，再启动微波萃取设备，从而对混合的溶液进行提取处理，从而得到剩下的钼酸铁；s4.混合搅拌：将上述提取出的钼酸铁倒入搅拌罐内部，同时在加入氧化钾、活性炭、氧化铝、稀土元素、纯水，而后在启动搅拌器，使得搅拌罐内部的物料混合均匀；s5.喷雾造粒：将上述得到的混合物料倒入造粒机中，而后启动造粒机进行喷雾造粒处理，从而得到催化强化助剂；s6.研磨过滤：待上一步结束后，可以将得到的助剂倒入球磨机中，而后进行研磨处理，之后再将得到的粉末倒在过滤设备中进行过滤处理，从而得到精细的助剂；s1.加入合成塔：将上述制成的催化剂助剂放入氨气合成塔内部，而后通入氮气和氢气，使得氮气和氢气两种组分按1:3合成氨气；s2.气体收集与检测：收集上述制成的氨气，而后再对氨气进行称重，并通过与通入的氮气、氢气通入的质量进行对比得到反应的数据。
48.以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。