[发明专利]CO中高压低温耐硫预变换催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种CO中高压低温耐硫预变换催化剂及其制备方法，属于耐硫预变换催化剂制备技术领域。本发明所述的CO中高压低温耐硫预变换催化剂，活性组分为含钴化合物和含钼化合物的二元组分；载体原料为一水铝石和纳米二氧化钛的复合物；稀土助剂为含镧化合物和含铈化合物的混合物。本发明制备的CO中高压低温耐硫预变换催化剂，具有强度和稳定性高、耐冲蚀和抗毒物能力强、活性组分分散均匀且不易流失、变换活性稳定性好等特点。本发明同时提供了简单可行的催化剂的制备方法。

技术领域

本发明涉及一种CO中高压低温耐硫预变换催化剂及其制备方法，属于耐硫预变换催化剂制备技术领域。

背景技术

近年来，随着煤化工行业技术进步和快速发展，相应的气化工艺也在不断推陈出新，所制合成气中CO含量越来越高，如新引进的德国西门子GSP气化技术合成气CO含量达到55％以上，Shell煤气化工艺中合成气CO含量更高达60％以上。同时，煤气化规模也在不断扩大，如中石化4套化肥改扩建装置变换部分气量的增加均在50％以上，神华煤制油项目中设计变换干气量达到17万Nm³/h，中国石化茂名分公司已投产的20万Nm³/h的煤制氢装置，单炉干气通过量达到26万Nm³/h。合成气中CO含量的增加以及装置规模的扩大导致了变换单元反应器放热急剧增加。

另外，由于目前国内、外煤气化工艺的多样性，煤的种类和品质对煤气化后续工艺也造成了很大的影响，尤其是灰分较大的劣质煤对后续脱除工艺带来巨大的挑战，耐硫变换催化剂也不可避免地面临带水带灰的问题，其使用工况随之恶化。不同工艺为降低高温及苛刻工况条件对催化剂性能的影响，确保主变换反应器的稳定运行，普遍在净化工段前增加了耐硫预变换反应器，目的是对工艺气进行预变换，以降低后续变换系统的负担，同时减少由于工艺气不稳定所造成的对后续主变换催化剂的影响。

耐硫预变换工段应用于变换系统的最前端，运行条件最为苛刻，常规预变换工段多采用高水气比工艺(1.0以上)，该工艺反应条件苛刻，尤其当工艺气处于接近露点工况时，随着压力的波动，气态水冷凝后进入催化剂床层，催化剂不可避免地在带水条件下运行。而工业耐硫预变换催化剂载体中含有氧化铝组分，在近露点工况下，载体中的氧化铝物相结构将发生变化，X射线衍射分析结果显示，部分Al₂O₃物相发生变化，出现新的AlOOH物相，在此物相转变的过程中，孔结构随之发生显著变化和比表面显著降低，催化剂的结构稳定性和活性稳定性变差，使用周期缩短，因此，发明一种适用于中高压低温近露点条件，结构和活性相对稳定，使用周期较长的耐硫预变换催化剂具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种CO中高压低温耐硫预变换催化剂，克服了工业含γ-Al₂O₃载体的催化剂在近露点操作因泡水而发生相变的问题，结构和活性稳定性好；本发明同时提供了一种简单易行的制备方法。

本发明所述的CO中高压低温耐硫预变换催化剂，活性组分为含钴化合物和含钼化合物的二元组分；载体原料为一水铝石和纳米氧化钛的复合物；稀土助剂为含镧化合物和含铈化合物的混合物，CO中高压低温耐硫预变换催化剂中各组分的重量份数如下：

含钴化合物，以CoO计，1.0～3.0份；优选1.8～2.2份；

含钼化合物，以MoO₃计，4.0～6.0份；优选4.5～5.0份；

一水铝石，以AlOOH计，70.0～80.0份；

纳米二氧化钛，以TiO₂计，15.0～20.0份；

含镧化合物，以La₂O₃计，0.5～1.0份；

含铈化合物，以CeO₂计，0.5～1.0份。