度可以大于或等于I .OMPa。在其他实施方案中，堆积压碎强度是约 0.7MPa 至约 3.010^、或约0.7]\0^至约2.7]\0^、或约0.7]\0^至约2.4]\0^、或约0.7]\0^至约 2.2MPa、或约 0.7MPa至约 2 . OMPa、或约 0.7MPa至约 1.8MPa、或约 0.7MPa至约 1.5MPa、或约 0. 7MPa至约 1.2MPa、或约 0.8MPa至约 2.7MPa、或约 0.8MPa至约 2.2MPa、或约 0.9MPa至约 3 . OMPa、或约 0.9MPa至约 2.7MPa、或约 0.9MPa至约 2.2MPa、或约 1.0 MPa至约 3 . OMPa、或约 1. OMPa至约2.7MPa、或约 1.0 MPa至约2.2MPa。
[0086] 在某些特别有利的实施方案中，催化剂材料具有至少7N/mm的边侧压碎强度、至少 70N/mm的端对端压碎强度和至少1.0 MPa的堆积压碎强度。发明人已经确定，本文描述的特 定的几何考量可以被用于提供这样的合意的机械性质。
[0087] 当被用作在如下文更详细地描述的酸性气体变换反应中的催化剂时，本文描述的 催化剂材料可以被硫化以提供活性催化剂材料，从而将催化金属氧化物物质至少部分地转 化为硫化的物质(例如，硫氧化物和硫化物物质）。如普通技术人员将理解的，这样的硫化的 物质是如在本公开内容中所理解的有催化活性的物质。因此，本发明的另一方面是如本文 描述的呈硫化的形式的催化剂。本领域普通技术人员可以使用常规的硫化工艺来硫化本文 描述的催化剂材料，从而提供呈硫化的形式的催化剂材料。如本文描述的催化剂材料（例 如，其中有催化活性的物质呈氧化物形式)可以在变换反应器中被原位硫化，或在单独的位 置中（甚至在单独的设施中）被硫化。在硫化工艺中，催化剂材料用诸如以下的包含硫的气 体来处理:未加工的合成气、氢气与硫化氢的混合物、氢气与二硫化碳的混合物、氢气与硫 醇例如丁硫醇的混合物、或氢气与噻吩类化合物、二甲基硫醚类或二甲基二硫醚类的混合 物。在硫化工艺中可以使用能够在氢气的存在下被转化为硫化氢的任何包含硫的化合物。
[0088] 此外，载气(例如，N2和烃类)可以被掺混入进料流中。硫化工艺大体上花费若干小 时，并且借助于使硫化氢混合物或包含能够在氢气、以及载气（如果需要的话）的存在下被 转化为硫化氢的其他硫的化合物的混合物以常规的空间速度经过前体催化剂而发生。在某 些实施方案中，硫化工艺在高温和高压下发生，其中温度和/或压力在硫化工艺的持续期间 内保持在一定温度/压力的范围内。例如，硫化可以在约250°C和约450°C的范围内的温度下 和/或在约0.1 MPa至约12MPa的范围内的压力下进行。鉴于本文描述的方法，本领域普通技 术人员可以提供合意的条件以提供硫化的催化剂材料。
[0089] 催化剂材料已经在本文中关于单个环形固体的形状和组成被描述。当然，本领域 普通技术人员将理解，催化剂材料通常将作为许多、许多这样的环形主体的集合被使用。在 某些实施方案中，包括多个不同的主体的催化剂包括至少约80%、至少约90%、至少约 95%、或甚至至少约99%具有如本文描述的特性的任何组合的环形主体。
[0090] 本文描述的催化剂材料可以通过常规的程序制造，如对本领域普通技术人员将是 明显的。例如，诸如共浸泡（co-dipping)、顺序浸泡、共浸渍(co-impregnation)和顺序浸渍 的技术可以被用于将催化组分添加至预先形成的载体。在这样的情况下，催化组分以水溶 性的盐溶液的形式被添加。例如，钼物质和钴物质可以以钼酸铵和钴酸铵的形式被添加;在 煅烧后，这些前体产生相应的氧化物。镍物质可以例如以碳酸氨络物溶液（a m m i n e carbonate solution)或硝酸氨络物溶液的形式被添加;这里，同样，相应的氧化物在煅烧 后得到。可选择地，催化组分可以通过常规的程序、使用溶解在氨水溶液中的合意的金属氧 化物来添加至载体。在浸泡/浸渍之后，材料可以被干燥和煅烧以将前体金属物质转化为它 们的氧化物形式。
[0091] 浸泡和浸渍过程可以以常规方式进行。例如，浸渍可以用过量前体溶液、在5°C_35 °C范围内的温度下被进行持续超过10分钟(例如，20-40分钟）的时间。
[0092] 在某些实施方案中，本文描述的催化剂材料可以以分步方式被制备。首先，载体材 料被形成(例如，经由常规技术)并且煅烧，例如，以将任何非氧化物前体组分转化为它们的 氧化物形式并且允许所使用的任何稳定化氧化物进入载体材料。在将催化组分浸泡或浸渍 到载体材料上或载体材料中之后，材料被干燥(例如，在l〇〇°C_140°C下，使用箱式干燥、带 式干燥或喷雾干燥)并且第二煅烧例如在从约300°C至约600°C(例如，520°C_560°C)的温度 下被进行，以将前体组分的盐和/或氨络物转化成它们的氧化物形式。可选择地，单个煅烧 步骤(例如，如上所述的)可以被用于提供载体和有催化活性的组分两者。
[0093] 本文描述的组分(例如，呈环形固体的形式的载体材料)可以使用常规的方法被成 形且形成为环形主体。例如，本领域普通技术人员可以使用常规的挤出技术（以及其他）以 提供具有本文描述的几何考量的催化剂材料。
[0094]本文描述的催化剂材料在进行水煤气变换反应中可以是有用的。因此，本发明的 另一方面是一种用于将一氧化碳和蒸汽转化为二氧化碳和氢气的方法，所述方法包括使包 含一氧化碳的进料气体与蒸汽在接触如本文描述的催化剂下发生反应。这样的反应可以使 用常规的水煤气变换反应设备和技术来进行。在某些这样的实施方案中，水煤气变换反应 在硫杂质的存在下进行;在这样的情况下，该反应通常被称为酸性气体变换反应。在这样的 情况下，方法可以包括，例如，在使催化剂材料与进料气体接触之前，硫化如本文描述的催 化剂材料(例如，其中有催化活性的物质是呈氧化物形式）以提供呈硫化的形式的催化剂材 料。在本文描述的催化剂材料的某些实施方案中，有催化活性的物质对于水煤气变换反应 例如酸性气体变换反应是有催化活性的。
[0095] 有利地，本文描述的催化剂材料可以与具有高浓度的一氧化碳的进料气体一起使 用，具有温度失控和甲烷化副反应的基本降低的风险。因此，在如本文描述的方法的某些实 施方案中，在进料气体中的一氧化碳浓度是在约30%至约90%的范围内、在约30 %至约 70 %的范围内、在约30 %至约50 %的范围内、在约40 %至约90 %的范围内、在约40 %至约 80 %的范围内、在约40 %至约60 %的范围内、在约50 %至约90 %的范围内、在约50%至约 80 %的范围内、在约50 %至约70 %的范围内、在约60 %至约90 %的范围内、在约60 %至约 80%的范围内、或在约60%至约70%的范围内。
[0096] 本文描述的水煤气变换反应方法可以在多种压力和温度下进行。例如，在某些实 施方案中，反应温度可以保持在约180°C至约550°C的范围内、在约250°C至约450°C的范围 内、或甚至在约290°C至约400°C的范围内。在某些实施方案中，进料气体的压力是在约 O. IMPa至约12MPa、约4MPa至约12MPa、约O. IMPa至约I OMPa、或约4MPa至约I OMPa的范围内。 当然，本领域普通技术人员将理解，在某些实施方案和应用中，温度和压力可以不同于这里 具体描述的那些。
[0097] 本文描述的方法可以在多种多样的蒸汽/气体比率下进行。例如，在如本文描述的 方法的一个实施方案中，蒸汽/气体比率是在约〇. 1至约2.5(体积/体积）的范围内。在如本 文描述的方法的某些实施方案中，蒸汽/气体比率是在约〇. 2至约1.8、约0.2至约2.5、约0.5 至约1.0、或约0.1至约1.8的范围内。当然，本领域普通技术人员将理解，在某些实施方案和 应用中，蒸汽/气体比率可以不同于这里具体描述的比率。
[0098] 酸性气体变换反应通常用包含硫物质的进料气体进行。例如，在如本文描述的方 法的一个实施方案中，进料气体包含以在约IOOppm至约4%的范围内的量存在的一种或更 多种硫物质。在如本文描述的方法的某些实施方案中，进料气体包含以在如下范围内的量 存在的一种或更多种硫物质：约200ppm至约2%、约200ppm至约1%、200ppm至约0.5%、约 1000 ppm至约4%、约1000 ppm至约2%、约1000 ppm至约1 %、约1000 ppm至约0 · 5%、约300ppm 至约I，200ppm、约500ppm至约I ,OOOpprn、约I ,OOOppm至约2,000ppm、或约I ,OOOppm至约 1， 500ppm。当然，本领域普通技术人员将理解，在某些实施方案和应用中，硫物质的量可以不 同于这里具体描述的量。
[0099] 在某些实施方案中，在平衡转化率下进行变换反应可能是不合意的。因此，在某些 实施方案中，如本文描述的方法在仅是平衡转化率水平的一部分的转化率下进行。例如，在 如本文描述的方法的一个实施方案中，包含一氧化碳的进料气体与蒸汽在与催化剂材料接 触下的反应在反应条件下以平衡转化率水平的小于80%、小于70%、小于60%、或甚至小于 50%的转化率进行。鉴于本公开内容，本领域普通技术人员将选择催化剂材料组成和活性 以及反应条件以提供合意的动力学限制的操作。
[0?00]在各个方面中，本文描述的催化剂材料具有良好的机械完整性、尚几何表面积、尚 扩散效率和低压降，并且因此特别好地适合用于工业规模的水煤气变换工艺中，特别是用 于大规模反应器中。例如，在某些实施方案中，本文描述的方法可以用以大于或等于IOrn 3 (例如，IOm3至1000m3、IOm3至500m3、或IOm 3至IOOm3)的量存在于反应器中的催化剂材料进 行。类似地，在某些实施方案中，在反应期间使用的进料气体的体积可以大于或等于20， 000m 3/h (例如20，OOOmVh至4，000，000m3/h、或20，000m3/h至800，OOOmVh)。
[0101] 本领域普通技术人员将理解，进料气体可以来自多种来源。例如，进料气体可以来 自气化工艺，如本领域中众所周知的。进料气体可以来自，例如，煤炭、重残渣、生物质、废物 和其他富碳原料的气化。 实施例
[0102] 本公开内容的催化剂材料和方法通过以下实施例来进一步说明，以下实施例不应 当被理解为将本公开内容的范围或精神限制为具体的程序和限制于具体的程序中。
[0103] 实施例1(比较）
[0104] 1000 g氧化铝和150g氧化镁被充分混合。该混合物用稀醋酸润湿并且被挤出为光 滑的圆柱体，然后被干燥和煅烧。2.5 % Co和7.3 %Mo通过在氨溶液中共浸泡被装载到载体 上。在450°C下干燥和煅烧之后获得样品（催化剂-1)。
[0105] 实施例2(比较）
[0106] 1000 g氧化铝用稀醋酸润湿并且被挤出为光滑的圆柱体，然后被干燥和煅烧。 1.1 % Co-6.4 %Mo和7.8 %K通过在氨溶液中共浸泡被装载到载体上。在450°C下干燥和煅烧 之后获得样品(催化剂-2)。
[0107] 实施例3(比较）
[0108] 1000 g氧化铝和150g氧化镁被充分混合。该混合物与作为润滑剂的石墨一起被制 成小片，然后干燥和煅烧。2.4 % Co和7.4 %Mo通过在氨溶液中共浸泡被装载到载体上。在 450°C下干燥和煅烧之后获得样品(催化剂-3)。
[0109] 实施例4