权 利 要 求 书
1、一种宽温加铯二氧化硫氧化制硫酸催化剂, 其特征在于:该催化剂中各物质的重量百分比为:V 2O 5 6.0~8.0%、K 2O/V2O 5 2.8~3.0(摩尔比)、K 2SO 4 1.0~10.0%、Na 2SO 4 1.0~10.0% 、Sb 2O 31.0~10.0%、Al 2O 3 0.5~3.0%、Cs 2O (若具体组分不是氧化物则需折合为氧化物计) 1.0~10.0%、其余为硅藻土, 其中K 2O/V2O 5 摩尔比为2.8~3.0。
2、一种权利要求1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: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。
(这个技术方案与实施例1中不一样, 实施例1中铯的助剂是与其他助剂一起加入的, 到底哪个是对的?)
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:所述的含锑助催化剂是: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:所述的含铝助催化剂是: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:所述的含铯助催化剂是:硫酸铯、氧化铯、氢氧化铯中的一种或几种混合物。
本发明所述的硅藻土是:赛力特硅藻土、长白山硅藻土、山东临朐硅藻土、云南寻甸硅藻土中的一种或几种混合物。
说明:
1、文中蓝字部分与XX 所示高亮部分为提醒申请人注意的内容。
2、仔细阅读权利要求书,并分析权利要求1是否为解决本技术问题的必要技术特征,其他权
利要求为重要技术特征。。
3、检查说明书和权利要求书中所用词语是否规范?, 是否为同领域技术人员通用词语? 技术术语有国家规定的, 应当采用统一的术语; 国家没有规定的, 可以采用所属技术领域约定俗成的术语。
4、专利法第二十六条第三款规定了“说明书应当对发明或者实用新型作出清楚、完整的说明,以所属技术领域的技术人员能够实现为准”,说明书和权利要求书应当满足充分公开的要求。(1)清楚,即,应当写明专利申请所要解决的技术问题以及解决其技术问题采用的技术方案,并对照现有技术写明发明或者实用新型的有益效果;(2)完整,即,应当包括有关理解、实现发明或者实用新型所需的全部技术内容,特别是,凡是所属技术领域的技术人员不能从现有技术中直接、唯一地得出的有关内容,均应当在说明书中描述;(3)能够实现,即,所属技术领域的技术人员按照说明书记载的内容,能够实现该发明或者实用新型的技术方案,解决其技术问题,并且产生预期的技术效果。
因本所代理人不是贵单位特定科技领域技术人员, 对贵单位提供技术方案的文字说明是不是符合上述要求无法作出准确判断, 请申请人仔细阅读全文, 认真斟酌一稿中描述的技术方案是不是符合”对发明或者实用新型作出清楚、完整的说明,以所属技术领域的技术人员能够实现为准”的要求, 其中您认为有问题或未描述清楚的内容请做修改、补充、完善,并将您添加或修改的内容字体变为红色以示区别。 5、此为1稿,请在检查修改后及时反馈。
说 明 书
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铂网,后又从Fe 3O 2到以V 2O 5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V1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。
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S101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—钾—硅体系中加入铝盐、锑盐作为结构助催剂,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:该催化剂中各物质的重量百分比为:V 2O 5 6.0~8.0%、K 2O/V2O 5 2.8~3.0(摩尔比)、K 2SO 4 1.0~10.0%、Na 2SO 4 1.0~10.0% 、Sb 2O 31.0~10.0%、Al 2O 3 0.5~3.0%、Cs 2O 1.0~10.0%、其余为硅藻土。
本发明所述的宽温加铯二氧化硫氧化制硫酸催化剂制备方法,其特征在于: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、铯盐按比例溶解、提纯得混合溶液,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锑盐、铝盐及精制硅藻
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。
本发明所述的锑盐助催化剂是:三氧化二锑、硫酸锑中的一种或几种混合物。
本发明所述的铝盐助催化剂是:磷酸二氢铝、硫酸铝、三氧化二铝中的一种或几种混合物。
本发明所述的铯盐助催化剂是:硫酸铯、氧化铯、氢氧化铯中的一种或几种混合物。
本发明所述的硅藻土是:赛力特硅藻土、长白山硅藻土、山东临朐硅藻土、云南寻甸硅藻土中的一种或几种混合物。
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S101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。
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锑盐、铝盐作为结构助剂,加入铯盐,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℃时活性比S119高5~8%。485℃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SO 2制酸等SO 2转化SO 3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。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明的内容。 实施例1
样品成分: V2O 5 7.5%、K 2O/V2O 5 3.0%(摩尔比)、K 2SO 4 7.0% 、Na 2SO 4 6.0%、Sb 2O 33.5%、 Al2O 3 1.8%、Cs 2O 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;将计量好的KOH 和 V2O 5用蒸汽溶化,然后加入折合氧化铯8.3g 氧化铯在热煮条件下制得K 2O/V2O 5为3.0的KVO 3与KOH 的混合溶液(以下简称为钒水),制备的钒水的V 2O 5的浓度为255.0g/l、K 2O/V2O 5为3.0。然后将得到的32ml 的钒水用18ml 1:1的硫酸中和制得V 2O 5、K 2SO 4 和Cs 2SO 4胶体混合物,胶体沉淀物静置渗透;将胶体沉淀物与7.0g 硫酸钾、6.0 g 硫酸钠、16.0 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100g 钒催化剂。
实施例2
样品成分: V2O 5 8.0% 、K 2O/V2O 5 2.8%(摩尔比)、K 2SO 4 8.0% 、Na 2SO 4 9.0%、Sb 2O 36.0%、 Al2O 3 1.0%、Cs 2O 7.5%, 其余为精制硅燥土。采用实施例1工艺,选用碳酸钙、氯化亚锡、磷酸二氢铝、氧化铯为助剂。
实施例3
样品成分: V2O 5 7.0% 、K 2O/V2O 5 2.9%(摩尔比)、K 2SO 4 3.5% 、Na 2SO 4 10.0%、Sb 2O 35.0%、 Al2O 3 2.0%、Cs 2O 3.0%, 其余为精制硅燥土。采用实施例1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: V2O 5 6.5% 、K 2O/V2O 5 2.8%(摩尔比)、K 2SO 4 6.5% 、 Na2SO 4 14.0%、Sb 2O 37.0%、 Al2O 3 1.5%、Cs 2O 9.0%, 其余为精制硅燥土。采用实施例1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: V2O 5 7.5% 、K 2O/V2O 5 3.0%(摩尔比)、K 2SO 4 9.0% 、 Na2SO 4 6.0%、Sb 2O 38.0%、 Al2O 3 2.5%、Cs 2O 5.5%, 其余为精制硅燥土。采用实施例1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: V2O 5 6.5% 、K 2O/V2O 5 2.9%(摩尔比)、K 2SO 4 8.5% 、 Na2SO 4 11.0%、Sb 2O 35.6%、 Al2O 3 1.3%、Cs 2O 2.0%, 其余为精制硅燥土。采用实施例1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: V2O 5 7.5% 、K 2O/V2O 5 2.8%(摩尔比)、K 2SO 4 2.0% 、 Na2SO 4 12.0%、
Sb 2O 32.0%、 Al2O 3 2.6%、Cs 2O 6.5%, 其余为精制硅燥土。采用实施例1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: V2O 5 7.0% 、K 2O/V2O 5 3.0%(摩尔比)、K 2SO 4 5.5% 、 Na2SO 4 13.0%、Sb 2O 34.0%、 Al2O 3 1.5%、CsOH 4.0%, 其余为精制硅燥土。采用实施例1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: (1) 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:3600h -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℃,485℃
耐热温度和时间: 410℃、2h ,485℃、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)℃下烘干2h 。 本发明催化剂样品测试结果见下表
表1 活性、强度、磨耗测定结果
由表1测定结果可出:采用本发明方法制备的催化剂常态及应用状态下活性高、强度高、磨耗小,特别是强度、磨耗明显优于常规产品。
表2 催化剂低温段活性的比较
表3 催化剂中温段活性的比较
从以上三表可以看出,本发明的催化剂兼具S101中温催化剂和S108低温
催化剂的优点,特别是410℃活性比现有的宽温催化剂S109型高5~8%,在中温段活性略优于S109,比S108高8~10%。本发明的催化剂起燃温度低,使用温区宽,可达到中、低温催化剂联用的效果,特别适用于只选一种型号催化剂的设计。