[发明专利]一种湿法转化制硫酸用钒基催化剂

说明书

发明涉及应用于湿法转化制硫酸工艺中的湿法转化制硫酸钒催化剂。催化剂配方为：V₂O₅ 7.5%~8.5%、K₂O/V₂O₅ 3.0~4.0、硫酸钠3.0%~6.0%、助剂0.5%~6.0%、其余为合成载体。通过向硅藻土中添加助剂进行水热处理，使硅藻土中的无定型SiO₂发生晶型转变，成为稳定性好的晶态SiO₂，获得具有水热稳定性的合成载体，在传统的钒‑钾（钠）‑硅体系中添加助剂，使其具有更高的活性和热稳定性，在催化剂焙烧过程中加入水蒸气，提高催化剂的水热稳定性，使其具有足够的强度和抗粉化性。本发明催化剂适用于湿法转化制硫酸装置。

技术领域

本发明涉及应用于湿法转化制硫酸工艺中的催化剂，具体涉及一种湿法转化制硫酸钒催化剂，属于催化剂制备技术领域。

背景技术

湿法转化制硫酸工艺是在对工艺气无需洗涤、干燥，在水蒸汽存在下将二氧化硫催化转化成三氧化硫，并直接凝结成酸。因湿法转化制硫酸工艺过程简单，系统能量回收利用率高，操作弹性大，不额外消耗化学品，不产生二次污染，在炼厂、化肥、煤化工、冶炼、焦化等工厂作为硫回收单元获得广泛应用。

由于二氧化硫的催化氧化过程中是在含有大量水蒸汽的条件下进行的，因此对催化剂提出了特殊的要求，普通的硫酸钒催化剂不能满足湿法转化制硫酸的工艺要求，难以满足转化效率和抗粉化性能的要求。

丹麦托普索公司开发了WSA（湿接触法制硫酸）工艺专用的催化剂，其型号有VK-WSA、VK-WSX、VK-WH、VK-WL。这四种不同型号的VK-W系列催化剂用于WSA和WSA-DC装置，这些催化剂可满足绝大多数WSA装置各种工况的需要。

中石化南化集团研究院公开了其湿法转化制硫酸的钒催化剂及其制备方法（CN1322918C），开发了NWS系列湿法转化用钒催化剂，并在湿法转化制硫酸装置上使用。

随着环保要求越来越严，尾气SO₂排放的限值越来越低，要求催化剂有更好的性能，为此提出一种湿法转化制硫酸钒催化剂，使其具有更好地转化性能和稳定性。

发明内容

本发明的目的是要提出一种湿法转化制硫酸的钒催化剂产品，此催化剂能适应湿法转化制硫酸的工艺要求，具有更高的活性和稳定性，能满足湿法转化制硫酸装置对催化剂的要求。

本发明生产出的钒催化剂具有更好的催化性能和稳定性，此催化剂应用于湿法转化制硫酸生产装置中。

根据SO₂湿法转化成的SO₃特点和湿法转化制硫酸的工艺条件情况，本发明使用合成的钒催化剂载体，通过对钒催化剂配方和制备工艺改进，生产出性能优良的湿法转化专用型钒催化剂，以满足现代湿法转化制硫酸发展的需要。针对湿法转化原料气中含有约8~20%的水分，通过合成具有水热稳定性的载体和添加助剂，增加催化剂的抗水性、使其具有足够的强度和抗粉化性。通过改进钒催化剂的配方，提高其在较宽温度范围内（380℃~600℃）的活性。

本发明的主要技术方案：湿法转化制硫酸用钒基催化剂，其特征在于：催化剂组成为：负载在载体上的氧化钒、硫酸钾、硫酸钠以及助剂，其中，所述助剂选自氧化磷和硫酸铯中的至少一种，所述载体包括硅藻土。

一般地，基于所述钒基催化剂的总重量，氧化钒的含量为6.5%-8.5%，钾与钒元素的摩尔比为3.0-4.0，助剂的含量为0.5%-6.0%，硫酸钠的含量为3.0%-6.0%，余量为硅藻土。

所述硅藻土为天然硅藻土经过物理、化学方法处理，并经过水热处理得到的硅藻土载体，优选硅藻土为天然浙江硅藻土、云南硅藻土、长白硅藻土中的一种或几种。