[发明专利]一种批量焙烧活化催化剂的新工艺

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂焙烧活化领域，特别是涉及一种批量焙烧活化催化剂的新工艺。 

背景技术

催化剂是一种改变反应速率但不改变反应总标准吉布斯自由能的物质，其本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变。 

工业上，催化剂也称为触媒，在化工生产中具有十分重要的地位，广泛应用于聚合、缩聚、酯化、缩醛化、加氢、脱氢、氧化、还原、烷基化、异构化等催化反应中，不仅能决定化学反应速度的快慢，而且能够影响化学反应的转化率和选择性，从而左右工业生产的经济效益。 

在催化剂的生产工程中，催化剂的焙烧活化是一个非常重要的过程，具有重要的作用，如能够有效的去除有机物杂质和水分，将金属盐转化为相应的氧化物从而活化催化剂表面的物种，增强催化剂与载体的协同作用以提高催化剂的催化活性，获取所需的催化剂结构等。然而在批量焙烧活化催化剂的过程中，存在着诸多问题，而这些问题在钒系催化剂的焙烧活化过程中体现的尤为明显。 

钒系催化剂主要应用于接触法制硫酸，以及诸多有机化合物氧化反应过程中，如邻苯二甲酸氧化生产邻苯二甲酸酐、均四甲苯氧化生产均苯四甲酸二酐、蒽氧化生产蒽醌等。钒系催化剂中V₂O₅主要是通过偏钒酸铵和草酸反应生成草酸氧钒，然后经焙烧活化而成。在钒系催化剂焙烧活化过程中，对于温度的稳定性和均匀性的要求很高，焙烧活化过程中过大的温度波动会影响催化剂活性组分的结构，进而影响到催化剂的活性，而不均匀的温度则会造成局部温度过高或过低，从而影响到催化剂的均一性，致使催化剂的稳定性降低。此外，在催化剂的焙烧活化过程中需要较多量的空气，以保证具有足够含量的氧气使低价钒转化为高价钒。 

目前，国内焙烧活化催化剂的方法较多，主要有箱式炉焙烧法、马弗炉焙烧法、隧道窑焙烧法、网带炉焙烧法等。箱式炉焙烧法和马弗炉焙烧法能够有效地保证温控精度，但炉内温度均匀性差，并且处理量小，焙烧能力较低。隧道窑焙烧法可批量化焙烧，但催化剂料层存在一定的温差，致使催化剂受热不均匀，此外隧道窑焙烧法附属设备较多，占地面积较大。中国专利201257387公开了一种分段式热风循环焙烧网带炉，该网带炉焙烧法具有处理能力大，能够保证足够的空气量等特点，但其温度的均匀性欠佳，且占地面积较大。 

综上所述，以上各种焙烧活化方法各具缺陷，不能全部解决催化剂在焙烧活化过程中对温度的稳定性、均匀性、充足空气量以及较大的处理能力的要求。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种批量焙烧活化催化剂的新工艺，利用批量活化催化剂的焙烧炉，通过合理的工艺设计，使该方法具有温度稳定性好、均匀性高，空气量足，处理能力大、催化剂的活性高、转化率高等优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种批量焙烧活化催化剂的新工艺，采用批量活化催化剂的焙烧炉，具体方法如下： 

打开焙烧炉炉盖，将盛有一定量催化剂半成品的装置吊入催化剂焙烧炉的炉腔中，放置热电偶，关闭炉盖，打开风机，设置目标温度，程序加热升温，控制温度和时间。待焙烧结束后，停止加热，保持风机开启，待炉温缓慢降至一定温度后，关闭风机，打开炉盖，吊出催化剂，待催化剂冷却至室温后，取样评价并计量包装。

在本发明一个较佳实施例中，所述催化剂半成品主要通过喷涂、浸渍、挤条、压片等方法制备的。 

在本发明一个较佳实施例中，所述催化剂半成品的添加量为200～300千克。 

在本发明一个较佳实施例中，所述目标温度为450～560℃。 

在本发明一个较佳实施例中，所述控制温度为目标温度，所述控制时间为2～20h。 

在本发明一个较佳实施例中，所述吊出催化剂的冷却温度为50～100℃。 

在本发明一个较佳实施例中，所述焙烧炉包括：炉盖、炉体、液压升降装置、电机、保温材料、风机、热电偶、炉丝、导风筒、催化剂吊装盛放装置，所述液压升降装置安装在炉盖与炉体之间；所述炉盖的上面安装电机，其下面依次安装保温材料、风机；所述炉丝均匀分布在炉壁内表面；所述导风筒安装在炉腔内；所述催化剂吊装盛放装置安装在导风筒内的空腔中，且正位于安装在炉盖上的风机的下面。 

在本发明一个较佳实施例中，所述导风筒为上下端均开口的中空圆柱体，导风筒的外径小于炉腔直径，其内径大于风机的直径。 

在本发明一个较佳实施例中，所述炉丝采用电加热的方式，由PID控制系统进行程序化升温和控温。