本发明涉及一种钴钼系抗硫转化催化剂及其制备方法,属于一氧化碳转化领域。
技术领域:
,具体涉及一种气体气化工艺。
背景技术:
:Hygas气化技术是美国天然气技术研究所(GTI)针对煤炭和生物质开发的气化技术,被美国列为高产高压煤制天然气及合成气国家储备技术。Hygas气化技术属于高压流化床煤制合成气技术,以煤粉/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,采用专有的Hygas多级高效气化炉将含碳物质部分氧化,生成以CO、H2、CO2、CH4为主要成分的粗合成气。Hygas气化技术具有诸多优点,但对后续抗硫转化工艺的催化剂提出了更高的要求:Hygas气化物中含有5-15%的苯、甲苯等芳香族物质,必须在后续工艺中转化回收,苯是一种珍贵的工业原料。 苯和甲苯一旦在转化装置中发生加氢分解,其回收率将直接下降,从而增加整个装置的运行成本。为满足气化新型气化对抗硫转化催化剂的特殊要求,急需配套的抗硫转化催化剂,以解决气化新型气化抗硫转化装置的技术瓶颈,为我国洁净煤气化技术的推广做出贡献。技术实施要点:针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种结构稳定性、活性稳定性好、抗水、抗水合性能好的钴钼基抗硫转化催化剂。 为天然气气化工艺提供的催化剂不仅能满足工艺设计对抗硫转化参数的要求,还具有合成气中苯、甲苯等芳烃物质加氢分解率低的显著特点,对天然气气化工艺的实施和推广及煤基能源的清洁利用能起到积极的促进作用,具有良好的经济效益和环境效益。
使用本发明催化剂的工艺条件为:合成气中有效气体(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、甲苯等芳香族物质。本发明的关键是:加入碱金属和/或碱土金属,提高催化剂活性,同时抑制催化剂加氢性能,催化剂采用浸渍法制备。本发明首先保证催化剂具有良好的抗硫转化活性,能够满足设计要求,同时降低合成气中苯、甲苯等芳香族物质的加氢活性,从而降低操作成本。 解决本发明技术关键的具体技术方案为:一种钴钼系CO抗硫转化催化剂,其特征在于:活性组分中的钴为氧化钴,在催化剂材料中占1-10%,钼为三氧化钼,在催化剂材料中占5-15%;助剂为一种或多种碱金属的混合物,加入量以氧化物计约为2-20%。助剂为一种或多种碱金属及其混合物,加入量以氧化物计,占催化剂总量的5-15%。碱金属为钠或钾的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐、醋酸盐、硫酸盐、氯化物中的一种或多种的混合物。 碱土金属为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、醋酸盐、硫酸盐等中的一种或多种的混合物。催化剂采用浸渍法制备,具体如下:(1)将载体与助剂混合均匀,加入钼酸铵和硝酸钴溶液搅拌浸渍;或将可溶性助剂用钼酸铵和硝酸钴配制成溶液,加入粉状材料中搅拌浸渍。
(2)将得到的较稀浆体或较硬泥浆陈化12-14小时,经40-120℃干燥、破碎、成型,450-650℃焙烧2-8小时,即得成品催化剂;气化炉合成气中有效气体(CO+H2)含量为57%,气化工艺气体压力在6.0MPa以上,气化合成气中含有5-15%的苯、甲苯等芳香族物质,本发明在制备过程中加入碱金属和/或碱土金属添加剂,提高催化剂的转化活性,抑制催化剂的加氢性能;采用浸渍制备工艺,开发出高压、高含量苯、甲苯等烃类物质下使用的钴钼基CO抗硫转化催化剂,满足气化炉气化工艺对抗硫转化催化剂的使用要求。 具体实施例下面结合具体实施例对本发明作进一步说明,但本发明的范围并不限于下述实施例。实施例将180g三水铝石、10g氧化镁、10g钾软玉混合均匀,加入12g钼酸铵和18g硝酸钴的溶液搅拌浸渍。所得浆料或泥浆陈化24h后,在100℃下干燥,粉碎至200目后成型。在50℃下干燥后,在550℃下焙烧6h,即得催化剂成品。 该催化剂编号为qdbh-1,其性能对比见表1。实施例将280g三水铝石和10g氧化镁混合均匀,加入12g钼酸铵、18g硝酸钴和15g硝酸钾溶液搅拌浸渍。所得浆液或泥浆陈化24h后,在100℃下干燥,粉碎至200目后成型。在50℃下干燥后,在550℃下焙烧6h,即得催化剂成品。
该催化剂编号为qdbh-2,其性能对比见表1。实施例3将80g三水铝石和10g氧化镁混合均匀,加入12g钼酸铵和18g硝酸钴的溶液搅拌浸渍,所得浆液或泥浆陈化24h,经100℃干燥后破碎至200目成型,经50℃干燥后在550℃下煅烧6h,得到半成品,用15g硝酸钾配制的溶液浸渍,再经50℃干燥后在450℃下煅烧4h,得到成品催化剂。 该催化剂编号为qdbh-3,其性能对比见表1。表1实施例中催化剂的理化性能对比样品编号CO转化率(%)芳烃损失率(%)QDBH-180.00.-280.50.-382.00.09技术特征:技术摘要本发明涉及一种钴钼基抗硫转化催化剂及制备方法,属于一氧化碳转化
技术领域:
。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,钼主要为三氧化钼;助剂由碱金属和/或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积和吸附性能,有利于活性组分的均匀分布,增强对硫化氢的吸附捕集,从而提高转化活性;纳米氧化锆可以提高常规活性炭载体的抗裂性能和韧性;在催化剂的制备过程中,加入碱金属和/或碱土金属中的一种或多种的混合物,以提高催化剂的抗硫转化活性,抑制催化剂对芳香族物质的加氢性能;催化剂采用浸渍法制备。本发明制备的催化剂用于Hygas气化工艺的抗硫转化工段。 该催化剂不仅能满足工艺设计对抗硫转化参数的要求,还具有合成气中苯、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:潘亚军受保护技术使用人:镇江瑞德新材料技术研发有限公司技术研发日期:2017.05.29技术公告日期:2018.12.07