[发明专利]高空速耐硫预变换催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种催化剂，具体涉及一种高空速耐硫预变换催化剂。耐硫变换催化剂以镁、铝和钛为复合载体，采用钼、钴和镍为活性组分，并添加助活性组分，助活性组分为氧化钨、氧化铁、氧化锰、氧化铜或氧化镁中的一种或几种。该催化剂具有较高的抗压强度、良好的结构及活性稳定性，对毒物吸附脱除能力强，活性组分利用率高且不易流失；本发明还提供其制备方法，工艺合理，该工艺制备的催化剂在目前高空速变换工艺条件甚至在更高空速条件下仍具有很好活性和活性稳定性，且延长了使用周期，同时可兼顾对毒物及灰分吸附脱除作用。

技术领域

本发明涉及一种催化剂，具体涉及一种高空速耐硫预变换催化剂及其制备方法。

背景技术

耐硫预变换工艺目的是对工艺气进行预变换，以降低后续变换系统的负担，减少由于工艺气不稳定所造成的对后续主变换催化剂的影响，同时还吸附气化后粗合成气中夹带的灰分及砷等毒物，起到一定的保护作用。该工艺所使用的耐硫变换催化剂通常也称作耐硫预变换催化剂，该类催化剂相比主变装量要少很多，导致在相同负荷条件下，通过预变换炉催化剂床层气空速均要大大高于主变炉催化剂，有的甚至超过3倍以上，加上预变催化剂活性组份也相对较低；以致目前工业上所用的耐硫预变换催化剂在使用过程中存在一定的问题，主要表现为在高空速苛刻的工艺条件下，使用周期短，活性稳定性差，有的甚至3个月就需更换，长的也不到1年；同时，预变换催化剂活性稳定性差，还表现在使用初期时，变换活性高，放热多，尤其是对于部分不带换热设备的变换工艺中，后续主变催化剂开始即处于高温运行，而在主变催化剂使用末期就无法通过提高反应温度来增加CO变换率，进而使得主变催化剂实际使用寿命受到影响；预变换催化剂活性的变化还导致后续系统操作工艺参数需要不断调整，使操作复杂化，操作不当时有可能造成后续主变换催化剂的泡水，甚至是失活。预变换炉设计也多采用一开一备切换使用来延长装置运行周期。

由于常规耐硫变换催化剂使用时气空速较低，受内扩散影响大，催化剂活性组份要求分布均匀，使其利用率高，并延长催化剂使用寿命；但耐硫预变换工艺中预变换催化剂使用条件发生变化，气空速大大增加，受外扩散影响较大，且当气空速达到一定值时，外扩散影响占主导地位，而目前在用耐硫预变换催化剂仍沿用主变催化剂制备工艺，在高气空速受外扩散影响时，其内部活性组份利用率大大下降，使催化剂活性和活性稳定性受到一定的影响。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种高空速耐硫预变换催化剂，具有较高的抗压强度、良好的结构及活性稳定性，对毒物吸附脱除能力强，活性组分利用率高且不易流失；本发明还提供其制备方法，工艺合理。

本发明所述的高空速耐硫预变换催化剂，耐硫变换催化剂以镁、铝和钛为复合载体，采用钼、钴和镍为活性组分，并添加助活性组分，助活性组分为氧化钨、氧化铁、氧化锰、氧化铜或氧化镁中的一种或几种。

复合载体镁、铝和钛在催化剂中的质量百分数，以氧化物计：氧化镁含量为5～30％，氧化铝含量为50-90％，氧化钛含量为1～15％；钼、钴和镍活性组分在催化剂中的质量百分数，以氧化物计：氧化钼为1.5～5.0％，氧化钴为1.0～3.0％，氧化镍为0.5～2.5％；助活性组分在催化剂中的质量百分数为0.5～4.0％。

所述的高空速耐硫预变换催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)活性组分溶液的配制：

将钼酸铵用去离子水溶解，并用有机胺调节pH至7.1～8.0得溶液A；将硝酸镍和硝酸钴溶于去离子水中，搅拌溶解得溶液B；再将粘结剂和助剂溶于去离子水得到溶液C；

(2)载体成型：

将含铝化合物、含镁化合物、含钛化合物和扩孔剂混合均匀，加入溶液C，捏合均匀，采用多孔模具挤成类蜂巢状，经干燥和焙烧后制得催化剂载体；

(3)载体预处理：