浸漬負載型無鉻一氧化碳中溫變換催化劑的製作方法
2023-12-12 14:36:32 1
專利名稱：浸漬負載型無鉻一氧化碳中溫變換催化劑的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於合成氨廠以及制氫裝置中，一氧化碳加水製備氫氣的工藝中使用的中溫變換催化劑。具體地說，是採用一種對環境無汙染的浸漬法製成的非鐵鉻系、負載型一氧化碳中溫變換催化劑。
九十年代初聯合國環境署(UNEP)為提高生態效益，減少環境風險，在全世界推廣「清潔生產」概念，促使世界各國生產科研都從「末端汙染控制戰略」逐漸轉向「一體化汙染預防戰略」，新的汙染預防化學由此興起。其重點是提出把「對環境的關注」納入工藝設計之中。要求新的生產工藝節能、省料、取消有毒原材料、減少排放物的數量和毒性。現已成為目前全球生產科研發展的新方向。
在我國，環保要求也日益提高。合成氨及制氫工業中用量最大的鐵鉻系CO高溫變換催化劑正逐步被新研製的無鉻催化劑所取代，解決了此類催化劑的鉻汙染問題。但是，這些無鉻催化劑仍為鐵系催化劑，其活性組份Fe2O3一般由鐵鹽與氨等的中和沉澱來製備，故該類催化劑生產包含沉澱、洗滌，烘乾、造粒、打片等製備工藝。除工藝繁雜外，還產生大量洗滌水需向外排放。目前，工業化生產一噸催化劑約產生60-80噸含氨氮的洗滌水，據我國統計資料表明高變催化劑年平均用量佔化肥催化劑總用量的45％，年需要量達10000-13000噸。所產生的大量含氨氮廢水對環境的汙染，是全國性亟待解決的問題、而且氨氮廢水淨化處理也是環保行業費工費時的難題。
據中國專利等有關資料查新檢索表明，目前尚未見到有關進行無廢水外排(零排放)、浸漬負載型無鉻一氧化碳中溫變換催化劑的研製的相關報導。
本發明的目的是要提供一種較簡單、保護環境無廢水外排(零排放)的催化劑製備工藝和本身無毒價廉浸漬負載型無鉻一氧化碳中溫變換的催化劑。
本發明的目的是這樣實現的一種以浸漬負載型無鉻一氧化碳中溫變換催化劑，其特徵由活性氧化鋁(γ-Al2O3)球粒作為催化劑的載體，與非鉻無毒元素鹽類水溶液組成的浸漬液，經浸漬、過濾、烘乾、焙燒而成；浸餘液經過濾，返回配製新浸漬液，實現無廢液外排的「綠色」催化劑生產製備工藝；而且催化劑本體無毒對環境無汙染；催化劑具體製備方法如下催化劑載體為球形活性氧化鋁(γ-Al2O3)，其理化性能指標如下粒徑Ф4-5mm，比表面≥180m3/g；孔容量≥0.45；強度≥70N，吸溼率≥45％；浸漬液的配製由鎳、銅、鋅、釩、鉀、鉬、稀土的可溶性鹽類按下列比例配製而成Ni:2-15％,Cu:2-20％,Zn:2-10％,V:2-15％,K:5-20％,Mo:2-20％,RE:2-10％。
浸漬法製備工藝流程如附
圖1所示。圖中由載體至浸漬，浸漬時加入浸漬液，浸漬的浸餘液仍可回收使用；浸漬後經過濾再烘乾後製成成品。
浸漬法製備工藝具體條件浸漬條件常溫，固/液1/2，浸漬時間6小時，烘乾條件120℃,2小時。
本發明的浸漬負載型無鉻一氧化碳中溫變換催化劑在製備方法、催化劑組成、催化劑性能和催化機理都與現行的一氧化碳中溫變換催化劑製備工藝迥然不同工藝流程簡單、無廢水外排，避免了現行「沉澱、洗滌，烘乾、造粒、打片」製備工藝中「繁、耗、髒」過程對環境的汙染。催化劑組成無鉻無毒，對環境無汙染。球形活性氧化鋁(γ-Al2O3)載體比表面大、有利於內外擴散、降低阻力和提高熱穩定性。其中催化活性、耐熱性等都比同類產品先進。所以，本發明能夠達到擬定的目的。
本發明的具體方案由以下實施例及其圖表給出實施例1浸漬負載型一氧化碳中溫變換催化劑的製備一次浸漬浸漬液配製稱取硝酸鎳20克、硝酸銅14克、硝酸鋅5克、稀土2克，加入70毫升蒸餾水攪拌、溶解，直至溶液均勻透亮，放置半小時。用量筒準確量取活性氧化鋁球(規格φ4-5mm、比表面180m3/g、耐壓75N/顆)40毫升，一次性加入配製好的浸漬液中，攪拌約1分鐘。放置4-6小時(每隔1小時攪拌一次)，然後過濾，回收好浸餘液。將過濾好的樣品放置馬弗爐中，在360℃下，焙燒二小時，即為催化劑的半成品。
二次浸漬浸漬液的配製稱取碳酸鉀20克、氧化二釩8克、銨4克，加入70毫升蒸餾水攪拌、溶解，直至均勻透亮。將上面所得的半成品加入浸漬兩小時後，過濾，在120℃下烘乾2小時，即為浸漬負載型一氧化碳中溫變換催化劑樣品。
實施例2浸漬負載型無鉻一氧化碳中溫變換催化劑活性樣品 實施例1製備的樣品。測試條件 裝填30毫升φ4-5mm原粒度催化劑。
變換原料氣CO:25-30％ CO2:5-8％N2:20-25％ H2:40-45％空 速2500/h壓 力0.8Mpa測試結果如下表所示
實施例3浸漬負載型無鉻一氧化碳中溫變換催化劑與B112型一氧化碳中溫變換催化劑的催化活性比較測試條件裝填5毫升10-12目催化劑顆粒。
變換原料氣CO:25-30％ CO2:5-8％N2:20-25％ H2:40-45％測試 壓力 常壓 汽/氣=1空 速 2000/h測試結果如下表所示
權利要求
1.一種以浸漬負載型無鉻一氧化碳中溫變換催化劑，其特徵由活性氧化鋁(γ-Al2O3)球粒作為催化劑的載體，與非鉻無毒元素鹽類水溶液組成的浸漬液，經浸漬、過濾、烘乾、焙燒而成；浸餘液經過濾，返回配製新浸漬液，實現無廢液外排的「綠色」催化劑生產製備工藝；而且催化劑本體無毒對環境無汙染；催化劑具體製備方法如下催化劑載體為球形活性氧化鋁(γ-Al2O3)，其理化性能指標如下粒徑Ф4-5mm，比表面≥180m3/g；孔容量≥0.45；強度≥70N,吸溼率≥45％；浸漬液的配製由鎳、銅、鋅、釩、鉀、鋁、稀土的可溶性鹽類按下列比例配製而成Ni:2-15％,Cu:2-20％,Zn:2-10％,V:2-15％,K:5-20％,Mo:2-20％,RE:2-10％。
2.根據權利要求1所述的浸漬負載型無鉻一氧化碳中溫變換催化劑，其特徵是浸漬法製備工藝具體條件浸漬條件常溫，固/液1/2，浸漬時間6小時，烘乾條件120℃,2小時。
全文摘要
本發明公開了一種用於合成氨廠以及制氫裝置中,一氧化碳加水製備氫氣的工藝中使用的中溫變換催化劑。其特徵是由活性氧化鋁球粒作為催化劑的載體,與非鉻無毒無素鹽類水溶液組成的浸漬液,經浸漬、過濾、烘乾、焙燒而成;浸餘液經過濾,返回配製新浸漬液,實現無廢液外排。本催化劑本體無毒,對環境無汙染。因此是一種簡化催化劑製備工藝、催化劑本身無毒價廉、根除廢水排放(零排放)、保護環境的新型催化劑。
文檔編號B01J32/00GK1322672SQ01108349
公開日2001年11月21日 申請日期2001年2月26日 優先權日2001年2月26日
發明者葉炳火, 江莉龍, 陳雅貞 申請人:福州大學化肥催化劑國家工程研究中心