[发明专利]一种浸渍液及采用该浸渍液制备耐硫变换催化剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水煤气变换催化剂的制备方法，具体涉及一种浸渍液及采用该浸渍液制备耐硫变换催化剂的方法。

背景技术

水煤气是CO和H₂的混合气，它广泛应用于合成氨、甲醇合成、制氢制烃和冶金工业。水煤气变换(CO+H₂O＝CO₂+H₂，Water Gas Shift，简称WGS)反应能使原料气中的CO与水蒸气反应转换成H₂和CO₂，不仅可以有效降低原料气中CO的浓度，同时可以提高原料气中H₂的含量，因此，合成氨等工业中的制氢及调节合成气制造加工过程中的CO/H₂都是通过水煤气变换来实现。变换反应的研究始于1888年，之后在制氢工业、甲醇合成、燃料电池电动车以及城市煤气工业等方面具有广泛应用。近年来，由于资源有限，石油价格飞涨，基于装置的经济性及我国国情考虑，发展以渣油或煤为原料，采用耐硫变换工艺生产合成气或合成氨等具有广阔的前景。

许多材料都能对变换反应起催化作用，但到目前为止，主要有3个系列的催化剂实现了工业化：铁系高温变换催化剂(300～450℃)、铜系低温变换催化剂(190～250℃)和钴钼系耐硫宽温变换催化剂(180～450℃)。其中铁系高温变换催化剂需加入结构助剂Cr₂O₃提高其耐热性，防止烧结引起的活性下降，但其低温活性偏低，且铬是剧毒物质，造成在生产、使用和处理过程中会危害人体健康同时造成一定程度上的环境污染。铜系低温催化剂虽然低温活性好，但其容易失活以及存在原料气中硫含量高导致催化剂中毒的现象，限制了它的发展与应用。钴钼系耐硫宽温变换催化剂最突出的优点是其耐硫和抗毒性能很强，另外还具有强度高、使用寿命长等优点，但缺点是使用前需要繁琐的硫化过程。我国煤炭资源丰富，原料油中渣油含量很高，因此，发展以渣油或煤为原料，采用耐硫变换工艺生产合成气或合成氨等具有广阔的前景，而钴钼耐硫变换催化剂的活性相不存在硫中毒的现象，所以钴钼耐硫变换催化剂仍被广泛应用。

现有阶段，工业上制备的耐硫变换催化剂主要采用氨水调节钴钼浸渍液，以达到促进活性组分分散的目的。缺点是浸渍过程中挥发出的氨气对操作人员造成一定的危害，而且在焙烧过程中释放出的氮氧化物还会进一步污染空气。但不用氨水调节浸渍液制备的催化剂活性组分分散不均匀，活性较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中采用氨水调节钴钼浸渍液的pH值，制备过程中会释放出较多的氨气危害人体健康，同时还会造成一定程度上的环境污染，但不用氨水调节浸渍液制备的催化剂活性组分分散不均匀，活性较低，目的在于提供一种浸渍液及采用该浸渍液制备耐硫变换催化剂的方法，采用碱式碳酸钴作钴源，氨基酸作为络合剂，使调节pH值所用氨水量大大减少，且以氨基酸作为络合剂在使得焙烧过程中主要释放出水蒸气和二氧化碳，大大降低了对空气的污染，同时因氨基酸中羧酸基团可以为亲氧的钼酸根提供配位氧原子，而氨基可以同亲氮的Co配位，从而生成较为稳定的Co-Mo双金属络合物，这有利于硫化后Co-Mo-S相的生成，制备出具较高变换活性的催化剂。

本发明通过下述技术方案实现：

一种浸渍液，所述浸渍液包括采用氨基酸为络合剂、金属钴盐和金属钼盐配制的混合溶液，所述混合溶液通过氨水调节pH值，所述金属钴盐为碱式碳酸钴；所述浸渍液用于以镁铝尖晶石为载体通过浸渍法制备钴钼基耐硫变换催化剂。

本发明采用氨基酸作络合剂，采用碱式碳酸钴作为钴源，采用少量的氨水即可达到调节浸渍液的pH值的目的，从而减少浸渍过程中氨水挥发量、及焙烧过程中氨气释放量，减轻对操作人员的人身危害和环境污染问题，且以氨基酸作为络合剂在催化剂的焙烧过程中主要释放出水蒸气和二氧化碳，大大降低了对空气的污染；同时氨基酸既具有亲Mo(W)的羧基又具有亲Co(Ni)的氨基，它能够将活性金属Mo和助剂金属Co更好的络合在一起且形成Co-Mo双金属络合物，进而有利于Co-Mo-S活性相的形成，提高催化剂水煤气变换活性。本发明以碱式碳酸钴做作为钴源，在催化剂焙烧过程中减少了焙烧过程中氮氧化物的排放，减轻了对环境的污染。

优选地，所述氨基酸络合剂为丙氨酸，甘氨酸和3-氨基丁酸中的一种或两种混合物。

优选地，所述钼盐为四水钼酸铵。