專利名稱：一種硫酸生產(chǎn)用釩催化劑的活性相的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于催化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硫酸生產(chǎn)用釩催化劑的活性相的制備方法。
背景技術(shù)：
釩催化劑用于硫酸生產(chǎn)裝置中將SO2氧化轉(zhuǎn)化為SO3。傳統(tǒng)釩催化劑為釩—鉀(鈉)—硅體系，有中溫型和低溫型兩種，中溫型釩催化劑一般用于轉(zhuǎn)化器的一、二、三段，操作溫度一般要求高于420℃，不超過600℃，具有較好的中溫活性；低溫型釩催化劑一般用于轉(zhuǎn)化器一段上部和四段、五段，操作溫度一般要求高于410℃，具有較好的低溫活性，有利于提高硫酸轉(zhuǎn)化器中SO2轉(zhuǎn)化為SO3的總轉(zhuǎn)化率。在兩轉(zhuǎn)兩吸流程的硫酸生產(chǎn)裝置中組合裝填傳統(tǒng)的中、低溫型釩催化劑，可使SO2最終轉(zhuǎn)化率達到99.5％。
釩催化劑的現(xiàn)有制造方法目前釩催化劑一般為釩—鉀—硅體系。其活性相的制造方法為將KOH用蒸汽溶化，并與V2O5在熱煮條件下制得符合要求的KVO3與KOH混合溶液(簡稱釩水)，然后將釩水用硫酸中和制得V2O5和K2SO4膠體沉淀物。然后按規(guī)定比例將膠體沉淀物與助劑、精制硅藻土等加入碾子中混合均勻，碾壓緊密，成為可塑性物料，再經(jīng)擠條、干燥、焙燒、過篩和包裝等工序制成釩催化劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提出一種釩催化劑的活性相的制備方法，用此活性相制造的催化劑比傳統(tǒng)的釩催化劑具有更高的活性和熱穩(wěn)定性，能滿足更高的SO2總轉(zhuǎn)化率需要。
本發(fā)明方法生產(chǎn)出的釩催化劑比傳統(tǒng)的釩催化劑具有更好的催化性能，將此催化劑替代傳統(tǒng)的釩催化劑用于硫酸生產(chǎn)中。
本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的，通過改變釩催化劑活性相的制備工藝，改變活性相的形態(tài)，使其在釩催化劑的制造過程中具有更好的分散性，并且，活性相中的部分物質(zhì)在釩催化劑制造過程中起造孔劑的作用，有利于改善釩催化劑的孔結(jié)構(gòu)。它主要包括以下內(nèi)容以偏釩酸鹽為原料，在還原劑存在下，溫度50～100℃下，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成含有四價釩鹽的活性相溶液；然后按催化劑配方將活性相溶液與堿金屬硫酸鹽、酸式磷酸鹽或磷酸、精制硅藻土等加入碾子中混合均勻，碾壓緊密，成為可塑性物料，再經(jīng)擠條、干燥、焙燒、過篩和包裝等工序制成釩催化劑；適用的催化劑配方為V2O55.0～8.5％(重量)K2O/V2O5(摩爾比)2.5～4.5堿金屬硫酸鹽0～15.0％(重量)酸式磷酸鹽或磷酸0～5.0％(重量)其余為精制硅藻土。
本發(fā)明所用的偏釩酸鹽可以是偏釩酸銨、偏釩酸鉀、偏釩酸鈉其中的一種，也可以是其中的兩種或三種的混合物；還原劑為草酸；硅藻土可以是山東臨朐硅藻土、東北長白硅藻土、浙江嵊縣硅藻土和云南尋甸硅藻土中的一種，也可以是其中的兩種的混合物。
本發(fā)明制備的釩催化劑，適用于硫酸生產(chǎn)裝置的轉(zhuǎn)化器的任何部分。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例進一步說明本發(fā)明的內(nèi)容
樣品配方V2O58.0％、K2O/V2O52.7(摩爾比)其余為山東臨朐精制硅藻土和東北長白硅藻土；采用傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝。將KOH用蒸汽溶化，并與V2O5在熱煮條件下制得K2O/V2O5為2.7(摩爾比)的KVO3與KOH混合溶液(簡稱釩水)，制備的釩水的V2O5濃度為242g/L，K2O/V2O5為2.7。然后將33.1ml的釩水用13.4ml1∶1的硫酸中和制得V2O5和K2SO4膠體沉淀物，將膠體沉淀物與43.0g山東臨朐精制硅藻土和46.2g東北長白硅藻土等加入碾子中混合均勻，加水碾壓緊密，成為可塑性物料，再經(jīng)擠條、干燥、焙燒、等工序制成100g釩催化劑。
樣品測試催化劑樣品粒度為φ5×6～6.5mm?；钚詼y試條件轉(zhuǎn)化器采用夾套式單管反應(yīng)器，其管徑為φ36×2mm，測溫?zé)犭娕继坠芪挥谵D(zhuǎn)化器的中心，其管徑為φ8×1.5mm；催化劑裝量30ml；催化劑粒度6～6.5mm；空間速度3600h；進氣SO2的體積百分數(shù)10±1％余為空氣；系統(tǒng)壓力常壓；活性檢測溫度485℃；耐熱溫度和時間700℃5h；以SO2的轉(zhuǎn)化率表示活性的高低。
活性測試結(jié)果列于表一，其中樣品1-1、2-1、3-1、4-1為采用傳統(tǒng)工藝制備的釩催化劑，樣品1-2、2-2、3-2、4-2為采用新的釩催化劑的活性相制備方法制備的釩催化劑。
表一 活性測試結(jié)果

由測試結(jié)果可看出，采用本發(fā)明方法制備的釩催化劑的活性明顯高于采用傳統(tǒng)工藝制備的釩催化劑，表明本發(fā)明制備的釩催化劑的性能有明顯的提高，能滿足更高的SO2總轉(zhuǎn)化率要求。
權(quán)利要求
1.一種硫酸生產(chǎn)用釩催化劑的活性相的制備方法，其特征在于以偏釩酸鹽為原料，在還原劑的存在，溫度50～100℃下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成含有四價釩鹽的活性相溶液；然后按催化劑配方將活性相溶液與堿金屬硫酸鹽、酸式磷酸鹽或磷酸、精制硅藻土等加入碾子中混合均勻，碾壓緊密，成為可塑性物料，再經(jīng)擠條、干燥、焙燒、過篩和包裝等工序制成釩催化劑；適用的催化劑配方為V2O55.0～8.5％(重量)K2O/V2O5(摩爾比)2.5～4.5堿金屬硫酸鹽0～15.0％(重量)酸式磷酸鹽或磷酸0～5.0％(重量)其余為精制硅藻土。
2.一種如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于所用的釩鹽可以是偏釩酸銨、偏釩酸鉀、偏釩酸鈉其中的一種，也可以是其中的兩種或三種的混合物。
3.一種如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于所用的還原劑為草酸。
4.一種如權(quán)利要求1所述的制造方法，硅藻土為山東臨朐硅藻土、東北長白硅藻土、浙江嵊縣硅藻土和云南尋甸硅藻土中的一種，也可以是其中的兩種的混合物。
5.如權(quán)利要求1所述的制造方法中的助劑在混碾時加入或在制備的活性相溶液中加入。
全文摘要
一種硫酸生產(chǎn)用釩催化劑的活性相的制備方法，屬于催化劑制造技術(shù)領(lǐng)域。主要是通過改進活性相的制備方法，制得硫酸生產(chǎn)用釩催化劑。采用本發(fā)明方法制備的硫酸生產(chǎn)用釩催化劑具有更好的活性。該催化劑適用于硫酸生產(chǎn)裝置的轉(zhuǎn)化器的任何部分。
文檔編號B01J27/198GK1417110SQ0214850
公開日2003年5月14日 申請日期2002年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月11日
發(fā)明者田先國, 張秋菊, 黃建明 申請人:南化集團研究院