[发明专利]耐硫变换催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及水煤气变换反应使用的催化剂领域，公开了耐硫变换催化剂及其制备方法。以该耐硫变换催化剂的总重为基准，该耐硫变换催化剂的组成含有3～10重量％Co₂O₃、5～10重量％MoO₃、5～15重量％TiO₂、40～60重量％Al₂O₃和15～30重量％MgO；其中，该耐硫变换催化剂含有钛酸镁物相。该催化剂通过组成中含有形成的钛酸镁组分，可以有效提高耐硫变换催化剂的活性和稳定性。

技术领域

本发明涉及水煤气变换反应使用的催化剂领域，具体地，涉及耐硫变换催化剂及其制备方法。

背景技术

耐硫变换反应是合成氨、合成甲醇、制氢等领域必需经历的反应过程，耐硫变换催化剂是其中必不可少的重要角色。随着我国渣油、重油加氢和煤制氢气技术的发展，特别是近年来我国煤化工技术的迅速进步，对耐硫变换催化剂的需求量每年在2500吨以上。

耐硫变换催化剂的主要成分是Co、Mo、K、Mg、Al、稀土等金属。按使用温度分为高温耐硫变换催化剂和低温耐硫变换催化剂。高温耐硫变换催化剂采用镁铝尖晶石为载体，Co、Mo为活性组分。低温耐硫变换催化剂采用部分镁铝尖晶石的活性氧化铝为载体，活性组分为Co、Mo，助剂为K。

变换反应是在高温水蒸汽条件下的反应，温度可以达470℃，水蒸汽与干气比最高可以达到2:1。而高温高水蒸汽与干气比工况条件，可以使载体发生水合作用，发生结构相变，导致催化剂失活。因此，稳定性是变换催化剂研发过程中应该考虑的重要因素。

CN103447049A公开了一种钴钼系CO耐硫变换催化剂，包括载体和活性组分，其中，活性组分为钴和钼；载体为铝钛基的表层镁铝尖晶石，钛的含量以TiO₂计为载体总质量的1～15％，表层镁铝尖晶石的含量以MgO计为载体总质量的3～20％。该催化剂的制备方法包括：a)在氧化铝上引入钛制备铝钛复合载体；b)在铝钛复合载体上引入镁，焙烧转相为铝钛基表面镁铝尖晶石；c)在铝钛表层镁铝尖晶石上引入活性组分，制成催化剂。该发明采用铝钛基表层镁铝尖晶石为载体，然后负载活性组分形成催化剂。

但是现有耐硫变换催化剂中仍然存在游离氧化镁组分，对催化剂的强度起破坏作用。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有耐硫变换催化剂中存在游离氧化镁组分的缺陷，提供了耐硫变换催化剂及其制备方法，以提高催化剂的稳定性和活性。

为了实现上述目的，本发明的第一方面，提供一种耐硫变换催化剂，以该耐硫变换催化剂的总重为基准，该耐硫变换催化剂的组成含有3～10重量％Co₂O₃、5～10重量％MoO₃、5～15重量％TiO₂、40～60重量％Al₂O₃和15～30重量％MgO；其中，该耐硫变换催化剂含有钛酸镁物相。

优选地，所述耐硫变换催化剂的XRD谱图中，在2θ为21°、24°、33°、35°、49°和53.5°处出现钛酸镁的衍射峰。

优选地，MgO与TiO₂的重量比为(1～5)：1。

优选地，Al₂O₃与MgO的重量比为(1.7～2.5)：1。

本发明的第二方面，提供本发明的耐硫变换催化剂的制备方法，包括：

(1)将含钴元素化合物、含钼元素化合物、含钛元素化合物、氢氧化镁、氧化铝粘结剂和水进行混捏；

(2)将所述混捏得到的产物进行挤条成型，并进行第一干燥和第一焙烧；