[其他]铜锌铝系一氧化碳低温变换催化剂

说明书

本发明是一种制造一氧化碳低温变换催化剂的方法，按本发明制的催化剂改进了催化剂的性能，同时还降低了催化剂的成本。

一氧化碳低温变换催化剂用于合成氨和制氢工业中，促进一氧化碳和水蒸汽生成氢和二氧化碳的反应。目前各国在工业上多数采用铜锌铝系催化剂。根据各国发表的专利和其它文献报导，催化剂的制备方法通常是用铜、锌、铝的硝酸盐溶液和沉淀剂共沉淀制备。三组份共沉淀的缺点是铝易形成氢氧化铝凝胶，其所吸附的杂质难以除去。美国专利3，388，972发表的方法是用铜、锌硝酸盐二组份共沉淀，经焙烧后再加入氧化铝水合物。该法虽然避免了沉淀中形成氢氧化铝凝胶，但由于沉淀温度控制较低，也不利于除去原料中带入的杂质。因此，这些方法对原料要求都很严格，只允许原料中含有微量杂质，所以原料价格昂贵。

本发明的任务是在适宜的沉淀条件下，用铜锌硝酸盐溶液和沉淀剂进行沉淀，改进制得的催化剂的性能，并达到能用纯度稍低的价格较便宜的原料制造催化剂。

本发明不同于在较低温度下沉淀的美国专利3，388，972，而是把配制的硝酸铜硝酸锌混合溶液和碳酸钠溶液在较高的温度下沉淀，沉淀经洗涤后，加氢氧化铝，焙烧，打片，制成催化剂。

本发明采用的沉淀温度是65～95℃，最好是75～85℃。硝酸铜和硝酸锌在溶液中的含量合计为10～400克/升，最好是200～300克/升。沉淀终点PH控制在6.5～8.5，最好是7.0～8.0。制得的催化剂中含氧化铝1～50%，最好是5～30%，催化剂中铜锌原子比为0.3∶1到4∶1，最好是0.5∶1到2∶1。

按本发明制得的催化剂，由于采用铜锌硝酸盐溶液和碳酸钠溶液在较高温度下沉淀，使沉淀中包藏的杂质量较少，因此采用纯度稍低的原料是可能的，制得的催化剂活性和热稳定性均得到了改进，实现了催化剂既性能优良又价廉的目的。

例1，300克/升的硝酸铜硝酸锌混合溶液5升，加热到80℃，加入碳酸钠溶液进行沉淀，沉淀进行到母液PH7.0～7.5。沉淀结束后用蒸馏水洗涤四次，每次洗涤用蒸馏水10升。沉淀洗涤后过滤，加入氢氧化铝，在350℃下焙烧，加2%石墨打片，制成φ5×5毫米片剂。催化剂含CuO 45%，ZnO 45%，Al₂O₃10%。

例2，在日产1吨催化剂的工业装置上，按例1制催化剂80吨，装于工业低温变换炉中。用含H₂2%的N₂、H₂混合气还原催化剂，使催化剂中的CuO还原成具有活性的金属Cu。还原后的催化剂通入原料气和水蒸汽的混合气，原料气中含CO 2.5～3%，CO₂16～18% H₂～59%，N₂～20%。水蒸汽与原料气的容积比约0.5。在压力26～27公斤/厘米²，进口温度210℃，原料气流量150，000标米³/时的操作条件下，变换炉出口气体中含CO 0.18%，接近热力学平衡值。操作一年后，在上述操作条件下变换炉出口气体中CO含量仍为0.18%。