专利名称：一种宽温加铯二氧化硫氧化制硫酸催化剂及其制备方法
技术领域：
本发明属于催化剂制造技术领域，具体涉及一种宽温低起燃二氧化硫氧化制硫酸催化剂的制备方法。它适用于各种将二氧化硫氧化为三氧化硫的生产装置中。
背景技术：
二氧化硫氧化制硫酸催化剂在不断的发展，经历了从氮氧化合物到钼网，后又从Fe2O3到以V2O5为活性相、碱性氧化物为助剂的钒催化剂。我国于1951年研制出的第一个品种是中温型钒催化剂Vl型(S101系列)，并达到了国外同类产品的水平，以后又相继研制出耐砷型(S106系列)、低温型(S108系列、S107系列)和宽温型(S109系列)钒催化剂。传统的S109兼有低、中温型催化剂的特点，它的工业起燃温度比SlOl型中温催化·剂低，使用温区宽，适应性，稳定性好，不易粉化，但是随着环保要求的提高，其低温活性不是太好，排放量较高，不能满足环境排放要求。科学技术随着时间的推移在不断的发展与进步，国家对生产排放的要求也在提高，我国目前在催化剂的宽温低起燃方面取得了一定的进展。传统的宽温催化剂在低起燃温度阶段的排放量较高，不能达到国家的排放要求，中低温混合型催化剂在设备检修时又不易区分，因此需要一种新型的宽温催化剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低起燃的宽温加铯二氧化硫氧化制硫酸催化剂。本发明催化剂使用区温宽，兼具SlOl型与S108型的性能特点，能满足各个温段位的工艺要求，在具备S109型宽温二氧化硫氧化制硫酸催化剂的稳定性、抗粉化、强度高的特点的同时低温段的排放量明显的减少。本发明的目的还在于提供上述催化剂的制备方法。本发明的设计思想是在传统的钒一钾一硅体系中加入铝盐、锑盐作为结构助催齐 ，加入铯盐，作为助催化剂，减少低温段排放量。使其具有起燃温度低、使用宽温区、抗粉化和低排放能力。本发明的技术方案在于该催化剂的重量百分比为V2O5 6. O 8. 0%、K2SO4
1.O 10. 0%,Na2SO4 I. O 10. 0%、Sb2O3L O 10. 0%,Al2O3 O. 5 3. 0%, Cs2O (若具体组分不是氧化物则需折合为氧化物计)I. O 10. 0%、其余为硅藻土，其中K20/V205摩尔比为
2.8 3. O。本发明的制备方法硅藻土经水选、酸处理后压滤、干燥制成载体；氢氧化钾、五氧化二钒、含铯助剂按比例溶解得混合溶液，然后用硫酸中和得到含五氧化二钒、硫酸钾、硫酸铯的胶体混合物；再将该胶体混合物按比例与含锑助剂、含铝助剂及硅藻土在碾子中混合均匀，碾成可塑性物料经成型、干燥、焙烧、过筛、包装工序制成。所述的含锑助剂是三氧化二锑、硫酸锑中的一种或几种混合物。所述的含铝助剂是磷酸二氢铝、硫酸铝、氧化铝中的一种或几种混合物。
所述的含铯助剂是硫酸铯、氧化铯、氢氧化铯中的一种或几种混合物。所述的娃藻土是赛力特娃藻土、长白山娃藻土、山东临朐娃藻土、云南寻甸娃藻土中的一种或几种混合物。本发明具备传统宽温二氧化硫氧化制硫酸催化剂的稳定性、抗粉化、强度高等优点的同时，低温段的排放量明显减少，而且不存在中低温混合型催化剂在设备检修时不易区分的问题。本发明在原有二氧化硫氧化制硫酸催化剂配方基础上通过添加含锑助剂、含铝助剂作为结构助剂，加入含铯助剂，使之与钾(钠)盐共同作为助催化剂，使其具有起燃温度低、使用宽温区和抗粉化能力，具有低温段排放量低的特点。本发明在410°C时活性比SI 19高5 8%O 485°C时活性比S108高8 10%。本发明的催化剂，宽温起燃，可用于焙烧硫铁矿制酸、湿法转化制酸、高低气浓SO2制酸等SO2转化SO3行业，适用于硫酸生产装置的转化器的任何温度段及任何部分。特别适用于只选用一种型号催化剂制酸。
具体实施例方式下面结合实施例进一步说明本发明的内容。实施例I
样品成分V2O5 7. 5%、K20/V205 3. O (摩尔比)、K2SO4 7. 0%、Na2SO4 6. 0%、Sb2O3 3. 5%、Al2O3 I. 8%, Cs2O 8. 3%，其余为精制硅燥土。采用传统生产工艺，将硅燥土经水选，酸处理，过滤洗涤及干燥，制得精制硅燥土 ；KOH用蒸汽溶化，并与V205、8. 3g氧化铯在热煮条件下制得K20/V205为3. O的KVO3与KOH的混合溶液(以下简称为钒水)，制备的钒水的V2O5的浓度为255. 0g/l、K20/V205摩尔比为3. O。然后将32ml的钒水用18ml I I的硫酸中和制得V205、K2S04和Cs2SO4胶体混合物，胶体混合物静置渗透；将胶体混合物与7. Og硫酸钾、6. O g硫酸钠、16. O g氧化钙、3. 5 g氧化锡、
1.8 g氧化铝、50.8 g精制硅燥土等加入碾子中混合均匀，碾成可塑性物料，经成型、干燥、焙烧、过筛和包装等工序制成IOOg钒催化剂。实施例2
样品成分V2O5 8. 0% ,K2OA2O5 2.8 (摩尔比)、K2S04 8 . 0% 'Na2SO4 9. 0%、Sb2036. 0%、Al2O3 1.0%、Cs2O 7.5%，其余为精制硅燥土。采用实施例I工艺，选用碳酸钙、氯化亚锡、磷酸二氢招、氧化铯为助剂。实施例3
样品成分V2O5 7. 0% ,K2OA2O5 2. 9(摩尔比)、K2S04 3. 5% 'Na2SO4 10. 0%、Sb2035. 0%、Al2O3 2.0%、Cs2O 3.0%，其余为精制硅燥土。采用实施例I工艺，选用硝酸钙、氧化亚锡、硫酸铝、氧化铯为助剂。实施例4
样品成分V2O5 6. 5%、K20/V205 2. 8 (摩尔比)、K2SO4 6. 5%、Na2SO4 14. 0%、Sb2037. 0%、Al2O3 I. 5%, Cs2O 9.0%，其余为精制硅燥土。采用实施例I工艺，选用氧化钙、氯化亚锡、磷酸二氢铝、氧化铯为助剂。实施例5
样品成分V2O5 7. 5% ,K2OA2O5 3. 0(摩尔比)、K2S04 9 . 0%、Na2SO4 6. 0%、Sb2038. 0%、Al2O3 2.5%、Cs2O 5.5%，其余为精制硅燥土。采用实施例I工艺，选用碳酸钙、氯化亚锡、三氧化二铝、氧化铯为助剂。实施例6
样品成分V2O5 6. 5%、K20/V205 2. 9 (摩尔比)、K2SO4 8. 5%、Na2SO4 11. 0%、Sb2035.6%、Al2O3 I. 3%, Cs2O 2.0%，其余为精制硅燥土。采用实施例I工艺，选用硝酸钙、氯化亚锡、硫酸铝、氧化铯为助剂。实施例7
样品成分V2O5 7. 5%、K20/V205 2. 8 (摩尔比)、K2SO4 2. 0%、Na2SO4 12. 0%、Sb2032.0%、Al2O3 2. 6%, Cs2O 6.5%，其余为精制硅燥土。采用实施例I工艺，选用硝酸钙、氯化亚锡、硫酸铝、氧化铯为助剂。实施例8
样品成分V2O5 7. 0%、K20/V205 3. O (摩尔比)、K2SO4 5. 5%、Na2SO4 13. 0%、Sb2034. 0%、Al2O3 I. 5%、CsOH 4. 0%，其余为精制硅燥土。采用实施例I工艺，选用氧化钙、氯化亚锡、硫酸铝、氢氧化铯为助剂。样品测试
(I)常规测定
活性的测定
按HG/T2089的规定，其中相关测定条件为
催化剂装填量30ml ；
催化剂粒度3. 35-4. 00 mm ；
空间速度:360( -1 ；
进气二氧化硫的体积分数(10. 0+0. 1%)，其余为空气；
系统压力常压；
活性测定温度410°C，485°C 耐热温度和时间410°C、2h，485°C、2h 颗粒径向抗压碎力的测定
按HG/T2782的规定，其中测定时
将催化剂样品处理成条长为6-7 mm并两端面磨平的试样；
试样测定颗粒数为40颗。磨耗率的测定
按HG/T2969的规定，其中试样在(120+5) °C下烘干2h。本发明催化剂样品测试结果见下表
表I 活性、强度、磨耗测定结果
权利要求
1.一种宽温加铯二氧化硫氧化制硫酸催化剂，其特征在于该催化剂的重量百分比为V205 6 8%、K2S04 I 10%、Na2S04 I 10% ,Sb2O3I 10%、A1203 O. 5 3%、Cs20 I 10%、其余为硅藻土，其中K20/V205摩尔比为2. 8 3. O。
2.—种权利要求I所述宽温加铯二氧化硫氧化制硫酸催化剂的制备方法，其特征在于氢氧化钾、五氧化二钒、含铯助剂按比例溶解得混合溶液，然后用硫酸中和得到含五氧化二钒、硫酸钾、硫酸铯的胶体混合物；再将该胶体混合物按比例与含锑助剂、含铝助剂及硅藻土在碾子中混合均匀，碾成可塑性物料经成型、干燥、焙烧、过筛、包装工序制成。
3.根据权利要求2所述宽温加铯二氧化硫氧化制硫酸催化剂的制备方法，其特征在于所述的含锑助剂是三氧化二锑、硫酸锑中的一种或几种混合物。
4.根据权利要求2所述宽温加铯二氧化硫氧化制硫酸催化剂的制备方法，其特征在于所述的含铝助剂是磷酸二氢铝、硫酸铝、氧化铝中的一种或几种混合物。
5.根据权利要求2所述宽温加铯二氧化硫氧化制硫酸催化剂的制备方法，其特征在于所述的含铯助剂是硫酸铯、氧化铯、氢氧化铯中的一种或几种混合物。
6.根据权利要求2所述宽温加铯二氧化硫氧化制硫酸催化剂的制备方法，其特征在于所述的娃藻土是赛力特娃藻土、长白山娃藻土、山东临朐娃藻土、云南寻甸娃藻土中的一种或几种混合物。
全文摘要
一种宽温加铯二氧化硫氧化制硫酸催化剂及其制备方法，该催化剂的重量百分比为V2O56～8、K2SO4 1～10%、Na2SO4 1～10%、Sb2O31～10%、Al2O30.5～3%、Cs2O1～10%、其余为硅藻土，其中K2O/V2O5 摩尔比为2.8～3.0。本发明催化剂具备传统宽温二氧化硫氧化制硫酸催化剂的稳定性、抗粉化、强度高等优点的同时，低温段的排放量明显减少，具有起燃温度低、使用宽温区和抗粉化能力，具有低温段排放量低的特点。本发明催化剂在410℃时活性比S119高5～8%，485℃时活性比S108高8～10%。
文档编号C01B17/74GK102974371SQ20111026023
公开日2013年3月20日 申请日期2011年9月5日 优先权日2011年9月5日
发明者余少发 申请人:襄阳市精信催化剂有限责任公司