[发明专利]一种湿法钒催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种湿法钒催化剂及其制备方法。湿法钒催化剂，其原料组分包括：3～5％的V₂O₅、1～3％的硫代硫酸盐、1～5％的含铯化合物、1～3％的表面活性剂、2～5％的有机高分子化合物、1～3％的氢氧化物、5～10％的稀硫酸、0.1～1％的元明粉、3～10％的磷酸盐、0.1～2％的含镍化合物、1～3％的硫磺、20～36％的浓硫酸和余量的硅藻土原矿，其中，浓硫酸的质量为硅藻土原矿质量的0.9‑1.1倍，所有原料组分的质量和为100％，稀硫酸的质量浓度为20％‑60％，浓硫酸的质量浓度不小于80％；表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，有机高分子化合物为聚丙烯酰胺。本发明湿法钒催化剂，起燃温度低、坚固牢靠，抗粉化能力以及抗水性能提升显著。

技术领域

本发明涉及一种湿法钒催化剂及其制备方法，属于钒催化剂领域。

背景技术

硫酸生产过程中，需要加入催化剂使SO₂转化成SO₃，这种催化剂一般为钒催化剂。钒催化剂在使用过程中，随着高温会慢慢的出现局部粉化，粉化的催化剂会导致催化剂的转化率降低，影响了系统出力和总硫利用率，同时还有几率堵塞管道，造成转化器内压力增大，从而使得产率大大降低。

此外，二氧化硫的催化氧化过程中是在含有大量水蒸汽的条件下进行的，使用普通的催化剂不能满足湿法工艺，传统的钒-硅催化剂也会出现严重粉化，并且使用一段时间会造成压力降升高。面对这些情况，硫酸领域急需开发一种在大量水蒸汽存在情况下仍能保持良好转化率以及结构组分的湿法钒催化剂。

发明内容

为了增强钒催化剂的抗水性能，使其在面对原料气中的水蒸汽时依旧能够保持较高的强度以及抗粉化性，同时提高脱硫效率，减少系统堵塞和结垢，降低系统运行阻力，降低系统能耗，本申请提供一种湿法钒催化剂及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种湿法钒催化剂，其原料组分包括：3～5％的V₂O₅、1～3％的硫代硫酸盐、1～5％的含铯化合物、1～3％的表面活性剂、2～5％的有机高分子化合物、1～3％的氢氧化物、5～10％的稀硫酸、0.1～1％的元明粉、3～10％的磷酸盐、0.1～2％的含镍化合物、1～3％的硫磺、20～36％的浓硫酸和余量的硅藻土原矿，其中，浓硫酸的质量为硅藻土原矿质量的0.9-1.1倍，所有原料组分的质量和为100％，稀硫酸的质量浓度为20％-60％，浓硫酸的质量浓度不小于80％；表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，有机高分子化合物为聚丙烯酰胺。

本发明在钒-钾-硅催化剂体系的原有基础上添加了含镍化合物作为载体的结构助剂，增加了五氧化二钒与载体之间的相互作用，使催化剂表面形成致密的网状结构，有效地将活性组分五氧化二钒牢固的键合在硅载体上，使得本发明所制得的钒催化剂在水蒸汽存在较多的环境下依然能够重复多次使用，且催化效率高。

为了进一步防止粉化，优选，硫代硫酸盐为硫代硫酸钠。

为了进一步防止粉化，提高结构强度和催化效率，含铯化合物为CsOH、Cs₂SO₄或者Cs₂S₂O₇中的至少一种。

优选，氢氧化物为NaOH或KOH。

为了进一步提高催化效率，优选，元明粉的纯度为99％以上。

为了进一步促进各物料之间的相互作用，形成更加致密的结构，磷酸盐为磷酸二氢钠。

为了进一步增强催化剂表面网状结构的形成，同时提高催化效率，含镍化合物为硝酸镍或硫酸镍。

为了进一步提高各物料反应的均匀性，提高催化剂质量，优选，硫磺为粉末状，细度为20±10目。进一步优选，硅藻土原矿细度为100～120目。