[发明专利]一种镍基克劳斯尾气加氢催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种克劳斯(Claus)硫磺回收装置尾气的加氢催化剂及其制备方法。

背景技术

利用Claus工艺从石油炼制、天然气净化及焦化等工业的废气中回收硫磺已得到广泛的应用。Claus反应受热力学及工艺条件的限制，硫磺回收率一般不超过97％，因此其尾气需要经过处理才能排放。其处理方法之一是将残余的SO₂经过催化加氢还原为H₂S后再通至Claus装置循环利用。

目前，Claus尾气加氢催化剂一般为Co(Ni)Mo/Al₂O₃。如1994年5月10日日本专利(专利号JP06127907 A2)公开了一种含硫Claus尾气加氢处理工艺及催化剂，该专利中采用CoMo/Al₂O₃催化剂，其中MoO₃含量达13％，CoO为3.5％。中国专利CN1498674、CN1621134和CN1936768中公开的Claus尾气加氢催化剂均以Co、Mo为活性组分，以SiO2改性的Al₂O₃为载体。这些专利涉及的CoMo/Al₂O₃Claus尾气加氢催化剂的工作温度基本相同在空速为2500h^-1～4000h^-1，SO₂含量为2000ppmv～9000ppmv的反应条件下，均要在260℃以上工作才能保证Claus尾气中的SO₂完全转化为H₂S。专利CN1230134中公开了一种以SiO₂和Al₂O₃为载体，以Mo为活性组分，Ni为助剂的Claus尾气加氢催化剂，其中MoO₃含量达13％，NiO为4.3％，需与COS、CS₂水解剂(K/TiO₂)同时使用，由于两种催化剂活性均较低，只能在较低空速(1250h^-1)和较低SO₂含量(2667ppmv)下反应。另外，Co(Ni)Mo/Al₂O₃催化剂的价格较为昂贵。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低温催化活性好、成本低、制备方法简单的镍基克劳斯尾气加氢催化剂及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种镍基克劳斯尾气加氢催化剂，其特征在于它由主要活性组分、辅助活性组分、氧化铝三种组分构成，各组分所占质量百分比为：主要活性组分6％～20％(优选10～18％)、辅助活性组分0％～5％、氧化铝80％～94％，三种组分之和为100％；其中，主要活性组分为氧化镍，辅助活性组分为氧化铬、氧化铜、氧化铁中的任意一种或任意一种以上的混合物，任意一种以上混合物时，氧化物之间为任意配比。

上述一种镍基克劳斯尾气加氢催化剂的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：

1)γ-Al₂O₃的预处理：将γ-Al₂O₃载体在100℃～150℃干燥2～10小时，备用；

2)原料的选取：取与γ-Al₂O₃载体的饱和吸水量相同体积的去离子水，备用；

根据主要活性组分、辅助活性组分、氧化铝所占质量百分比为：主要活性组分6％～20％(优选10～18％)、辅助活性组分0％～5％、氧化铝80％～94％，其中，主要活性组分为氧化镍，辅助活性组分为氧化铬、氧化铜、氧化铁中的任意一种或任意一种以上的混合物，任意一种以上混合物时，氧化物之间为任意配比；取与所需NiO等摩尔的硝酸镍备用；取与所需氧化铝等摩尔的硝酸铝备用；取与所需辅助活性组分氧化物等摩尔的相应硝酸盐备用；所需辅助活性组分氧化物的相应硝酸盐为：硝酸铬、硝酸铜、硝酸铁；

3)将2)中硝酸镍以及辅助活性组分所对应的硝酸盐溶于去离子水中，配成浸渍液；将γ-Al₂O₃载体放入浸渍液中，搅拌条件下60℃浸渍2小时，100℃～150℃干燥2～10小时；

4)最后在350℃～550℃下焙烧2～10小时，得镍基克劳斯尾气加氢催化剂。