钴钼系CO耐硫变换催化剂及其制备方法与流程

文档序号:16209336发布日期:2018-12-08 07:31阅读:938来源:国知局
本发明涉及一种钴钼系耐硫变换催化剂及制备方法,属于一氧化碳变换
技术领域
,具体地涉及到一种适用于hygas气化工艺。
背景技术
:hygas气化技术是由美国燃气技术研究院(gti)研发的针对于煤及生物质对象的气化技术,被列为高收率高压煤制天然气和合成气的美国国家储备技术。hygas气化技术属高压流化床煤制合成气技术,采用煤粉/煤浆或其他含碳物质为气化原料,以纯氧和水蒸汽为气化剂,通过专有的hygas多级高效气化炉,对含碳物质进行部分氧化反应,生产以co、h2、co2和ch4为主要成分的粗合成气。hygas气化技术具有诸多优点,但是对后续耐硫变换工序的催化剂提出了更高的要求:hygas气化中含有5-15%的苯、甲苯等芳烃物质,这些物质要经过变换在后续工段中得到回收利用。苯是贵重的工业原料,苯与甲苯一旦在变换单元加氢分解将直接导致其回收率下降,从而增加整个装置运行成本。为满足hygas新气化对耐硫变换催化剂的特殊要求,配套的耐硫变换催化剂亟待开发,以解决hygas气化耐硫变换单元的技术瓶颈,为我国清洁煤气化技术的推广作出贡献。技术实现要素:针对现有技术的不足,本发明的目的是提供一种钴钼系耐硫变换催化剂,具有良好的结构稳定性、活性稳定性和耐泡水抗水合性能,所提供的适用于hygas气化工艺选用该催化剂不仅能够满足工艺设计对耐硫变换参数的要求,而且具有对合成气中的苯与甲苯等芳烃类物质加氢分解率低的显著特点,能够积极推动hygas气化工艺的实施与推广以及煤基能源的清洁利用,具有良好的经济效益和环境效益。本发明所述催化剂使用的工艺条件为:合成气中的有效气体(co+h2)含量为57%,气化工艺气压力在6.0mpa以上,气化合成气中含有5-15%的苯、甲苯等芳烃物质。本发明的关键在于:添加碱金属或/和碱土金属提高催化剂的活性,同时抑制催化剂的加氢性能,催化剂采用浸渍法制备。该发明首先保证催化剂有较好的耐硫变换活性,能够达到设计要求,同时降低对合成气中的苯及甲苯等芳烃类物质的加氢活性,从而降低运行成本。解决本发明中技术关键的具体技术方案为:一种钴钼系co耐硫变换催化剂具有如下特征:活性组分中的钴为氧化钴,在催化剂物料中占有1-10%,钼是三氧化钼,在催化剂物料中占据5-15%;助剂为一种或多种碱金属的混合物,加入量以氧化物计,大约占2-20%。助剂为一种或几种碱金属及其混合物,加入量按照氧化物为基,占催化剂总量的5~15%。所述的碱金属是钠或钾的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐、乙酸盐、硫酸盐、氯化物中的一种或多种混合物。所述的碱土金属是be、mg、ca、ba的氧化物、氢氧化物、碱式碳酸盐、氯化物、硝酸盐、碳酸盐、乙酸盐、硫酸盐等中的一种或者多种的混合物。催化剂采用浸渍法制备,方法如下:(1)将载体、助剂混合均匀,加入钼酸铵、硝酸钴的溶液进行搅拌浸渍;或者将可溶性助剂与钼酸铵、硝酸钴配成溶液,加到粉体物料中进行搅拌浸渍。(2)将所得较稀的浆状物或者较硬的泥体经过陈化12-14h、40-120℃干燥后、粉碎、成型、450-650℃焙烧2-8h即得催化剂成品;一种hygas气化工艺,气化炉合成气中的有效气(co+h2)含量为57%,气化工艺气压力在6.0mpa以上,气化合成气中含有5-15%的苯、甲苯等芳烃物质。本发明在制备时添加碱金属或/和碱土金属助剂提高催化剂的变换活性,并抑制催化剂的加氢性能;采用浸渍法制备工艺开发出一种高压、苯及甲苯等烃类物质含量较高的条件下使用的钴钼系co耐硫变换催化剂,满足了hygas气化工艺对耐硫变换催化剂的使用要求。具体实施方式下面结合具体实施例进一步描述本发明,但本发明的范围不限于下述实施例。实施例180g三水铝石、10g氧化镁、10g钾霞石混合均匀,加入12g钼酸铵、18g硝酸钴配成的溶液进行搅拌浸渍,所得浆状物或者泥体陈化24h后,在100℃干燥,粉碎至200目之后成型,50℃干燥之后,550℃焙烧6h即得催化剂成品。催化剂编号为qdbh-1,其性能对比见表1。实施例280g三水铝石、10g氧化镁混合均匀,加入12g钼酸铵、18g硝酸钴、15g硝酸钾配成的溶液进行搅拌浸渍,所得浆状物或者泥体陈化24h后,在100℃干燥,粉碎至200目之后成型,50℃干燥之后,550℃焙烧6h即得催化剂成品。催化剂编号为qdbh-2,其性能对比见表1。实施例380g三水铝石、10g氧化镁混合均匀,加入12g钼酸铵、18g硝酸钴的溶液进行搅拌浸渍,所得浆状物或者泥体陈化24h后,在100℃干燥,粉碎至200目之后成型,50℃干燥之后,550℃焙烧6h得半成品,浸渍15g硝酸钾配成的溶液后再经50℃干燥、450℃焙烧4h之后即得成品催化剂。催化剂编号为qdbh-3,其性能对比见表1。表1实施例中催化剂物化性能比较样品编号co变换率(%)芳烃损失率(%)qdbh-180.00.10qdbh-280.50.11qdbh-382.00.09技术特征:技术总结本发明涉及一种钴钼系耐硫变换催化剂及制备方法,属于一氧化碳变换
技术领域
。所述催化剂包括活性组分、助剂和载体,活性组分中的钴为氧化钴,钼以三氧化钼为主;助剂由碱金属或/和碱土金属中的一种或多种的混合物组成。活性炭组分具有较高的比表面和吸附性能,有利于活性组分的均匀分布,增强对硫化氢的吸附捕集,从而提高变换活性;纳米氧化锆可提高常规含活性炭载体的抗龟裂性能和韧性;在催化剂制备过程中加入碱金属或/和碱土金属中的一种或多种的混合物,以提高催化剂的耐硫变换活性,并抑制催化剂对芳烃类物质的加氢性能;催化剂采用浸渍法制备。本发明制得的催化剂用于Hygas气化工艺的耐硫变换工段,该催化剂不仅能够满足工艺设计对耐硫变换参数的要求,而且具有对合成气中的苯与甲苯等芳烃类物质加氢分解率低的显著特点。技术研发人员:潘亚军受保护的技术使用者:镇江瑞德新材料科技研发有限公司技术研发日:2017.05.29技术公布日:2018.12.07
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