[发明专利]一种钒催化剂的离子混合制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种钒催化剂的离子混合制备方法。

背景技术

钒催化剂是硫酸生产中将二氧化硫氧化成三氧化硫所使用的催化剂。

目前，钒催化剂生产多采用“轮碾工艺”固-固混合方式制备。该制备方法通常包括：1、硅藻土的精制；2、将五氧化二钒与氢氧化钾共溶形成偏钒酸钾溶液；3、将偏钒酸钾溶液与硫酸进行中和反应，形成五氧化二钒沉淀和硫酸钾溶液；4、将五氧化二钒和硫酸钾溶液与精制硅藻土进行混合，再加入其它助剂，在碾子中充分混碾；5、将混碾的物料进行成型，烘干焙烧后成成品。然而，这种以传统工艺制备钒催化剂的过程中，活性物质不能完全均匀分布于载体表面和微孔中，使得分散不均，还可能损坏载体骨架，加之原料选择不合理，配比不当，导致成品钒催化剂活性降低、热衰退加快、催化反应不完全，造成原料的浪费，使得工业生产的成本大大增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种活性高、热衰退慢、催化效率高的钒催化剂的离子混合制备方法。

一种钒催化剂的离子混合制备方法，包括以下步骤：

（1）偏钒酸钾溶液制备：将五氧化二钒与氢氧化钾进行共溶，生产V₂O₅为160～200g/L的偏钒酸钾溶液；

（2）活性离子溶液的制备：在偏钒酸钾溶液加入溶解助剂，按五氧化二钒与溶解助剂１：（２－５）（不同的助剂用的量不等），再加与氢氧化钾量等摩尔的硫酸进行中和，并将钒催化剂的原料配比中所需的硫酸钠的量加入，得到所需的活性结合离子溶液；

（3）混合、成型、干燥

将活性结合离子溶液加入到硅藻土中，进行混合成型，于50～120℃条件下进行干燥至剩余水分30%以下，得到半成品；

（4）焙烧：将半成品进行静态富氧焙烧，于550～700℃下焙烧1～1.5小时，即可得到产品。

上述的钒催化剂的离子混合制备方法，其中：溶解助剂为醋酸、草酸、柠檬酸或亚硫酸盐。

本发明与现有技术相比，具有明显有益效果，从以上技术方案可知：本发明采用液-固混合方式的离子工艺，使活性物质以溶液的形态与载体混合以保证活性物质充分浸透于载体的表面和微孔中、均匀附于载体骨架上，确保活性物质分散得更加均匀、载体骨架完整，不受损；焙烧环节改变了原旋转式焙烧模式，采用等温富氧焙烧，减少了催化剂在焙烧过程中因运动相互摩擦产生粉尘，提高了生产安全性。本发明的钒催化剂具有活性高、热衰退慢、催化效率高的特点。在低温条件下，催化活性较传统产品有大幅度提高，能更好地满足硫酸厂家的生产要求，具有显著的经济效益和社会效益。

具体实施方式

实施例1

一种钒催化剂的离子混合制备方法，包括以下步骤：

（1）偏钒酸钾溶液制备：钒催化剂的各原料质量配比：以生产100kg钒催化剂产品计，V₂O₅7.8%、K₂SO₄23%、Na₂SO₄4%，其余为硅藻土。

按钒催化剂的原料配比，按质量分数计量五氧化二钒，以硫酸钾的量折算出氢氧化钾的量与五氧化二钒进行共溶，制成浓度为V₂O₅为180～200g/L的偏钒酸钾溶液；

（2）活性离子溶液的制备：在44L的钒酸钾溶液，加入溶解助剂草酸50Kg，再加与氢氧化钾量等摩尔的硫酸进行中和，并将钒催化剂的原料配比中的硫酸钠的量加入，得到所需的活性结合离子溶液；

（3）混合、成型、干燥

将活性结合离子溶液加入到硅藻土中，经过两级混合，时间控制在1.5小时左右，使物料充分混合均匀，成型，并在50～110℃温度下进行烘干，干燥至水分低于30%，得到半成品；

（4）焙烧：将半成品进行静态富氧焙烧，焙烧的温度控制在650～700℃，时间为1.5小时，焙烧后包装得到S101高温系列产品。

对所得产品进行质量检测，结果见下表：

实施例2

一种钒催化剂的离子混合制备方法，包括以下步骤：