[发明专利]一种中、低温型硫化氢湿法制硫酸催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硫化氢制备硫酸的催化剂，更为具体的说是指一种中、低温硫化氢湿法制硫酸催化剂及其制备方法。

背景技术

硫化氢是硫的主要资源，它广泛存在于天然气加工和石油精炼过程中。从硫化氢生产硫磺通常采用克劳斯法，克劳斯装置需要配套建设庞大的尾气处理装置，许多工厂作为环保装置在负利润下运行。而如此高代价生产出来的硫磺，90%以上用作生产硫酸的原料。如果用硫化氢直接制造硫酸，可以省去许多复杂的工艺过程，使硫酸的生产成本降低，同时也提高了工厂回收硫化氢的经济效益。湿法制酸技术可以直接处理炼油厂脱硫装置的酸性气，解决酸性气和尾气处理的后顾之忧，在我国石化及其他行业有着很好的推广价值。湿法制酸工艺是20世纪80年代中期开发的，英文是WetgasSulphuricAcid，缩写WSA。WSA工艺非常适合处理各种浓度的含硫气体，其浓度可从百分之零点几到百分之五六十，也可处理水分含量相当高的工艺气,处理前无需干燥。即使酸性气中水分过量30%～50%，成品酸的质量浓度也能达到93%～94%。此外,该工艺流程简单，能效高，当酸性气SO₂体积分数低至3%时仍可自热运行。

WSA湿法硫酸工艺分为氧化、转化、水合冷凝三部分进行。氧化反应是酸性气经净化后与燃烧空气鼓风机提供的燃烧空气在酸性气燃烧炉中进行燃烧，H₂S与O₂反应生成SO₂，在燃烧炉内生成的工艺气体，出炉后经废热锅炉换热冷却，工艺气体被冷却到约430～450℃，直接进入SO₂反应器。在SO₂反应器内，SO₂在催化剂催化作用下，进行转化反应，转化为SO₃。SO₂反应器是一台锥顶形立式容器，内设三个由格栅支撑的催化剂床层，催化剂床层下方均设有层间冷却器，以便取走反应热，提高转化率。在SO₂反应器工艺气体中所含的SO₂在三层绝热催化床层上转化，温度降至硫酸蒸汽露点280℃以上后经酸雾控制器进入WSA冷凝器。该工艺主要是将硫化氢与氧反应生成二氧化硫和水，其反应方程式为：

2H₂S+3O₂→2SO₂+2H₂O

然后生成的二氧化硫再与氧在本发明的催化剂产品下进行氧化转化反应生成三氧化硫，其反应方程式为：

2SO₂+O₂（催化剂）→2SO₃

此时生成的三氧化硫与上面硫化氢与氧反应生成二氧化硫时的水进行水合反应生成硫酸，其反应方程式为：

SO₃+H₂O→H₂SO₄

湿法转化催化剂是在400℃～600℃之间有水蒸汽的情况下使用，但是，目前市场上使用的该类催化剂的水热稳定性较差，使得二氧化硫的转化率较低。

发明内容

本发明提供一种中、低温硫化氢湿法制硫酸催化剂及其制备方法，以解决现有催化剂的水热稳定性较差，使得二氧化硫的转化率较低等缺点。

本发明采用如下技术方案：

一种中温型硫化氢湿法制硫酸催化剂，由以下原料按重量份数配比组成：五氧化二钒8.0～8.5%、硫酸氢钾32～35%、磷酸1～1.5%、余量为硅藻土，所述硅藻土的堆积密度<0.38g/ml，含水量≤5%，SiO₂含量≥86%，Fe₂O₃含量≤1.5%，Al₂O₃含量≤3.0%。

该中温型硫化氢湿法制硫酸催化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将硅藻土土坯经过粉碎、干燥和三级旋风风选后，得到含水≤5%，堆积密度<0.38g/ml，SiO₂含量≥86%，Fe₂O₃含量≤1.5%，Al₂O₃含量≤3.0%的硅藻土原料；

（2）按重量份数配比取以下原料：五氧化二钒8.0～8.5%、硫酸氢钾32～35%、磷酸1～1.5%、余量为硅藻土，并置于混合机内充分混合；

（3）混合后的物料转移至捏合机中，加入适量水进行捏合；

（4）捏合后的物料放入挤条机中挤条成型；