[发明专利]一种用于焦炉煤气净化中的超高温氨分解催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于焦炉煤气净化中的超高温氨分解催化剂，包括采用镁铝水滑石复合氧化物、氯化钠和氧化镁通过溶解混合、烧焙成催化剂载体，然后将催化剂载体浸渍硝酸钴、硝酸镍和硝酸铜混合液而成。同时，本发明还公开了上述超高温氨分解催化剂的制备方法。本发明催化剂可提高催化剂在高水蒸气含量条件下的抗粉化性能、抗摔落和耐压强度，同时进一步改善催化剂的抗结焦性能。

技术领域

本发明属于耐火领域，具体涉及一种用于焦炉煤气净化中的超高温氨分解催化剂及其制备方法。

背景技术

马钢煤焦化公司在改造和结构调整焦化系统工程的焦炉煤气脱硫单元项目中引进德国蒂森·克虏伯集团伍德公司的真空碳酸钾脱硫工艺及单级克劳斯技术。该工艺采用喷淋式饱和器生产硫铵配套真空碳酸钾脱硫和克劳斯生产元素硫的煤气净化工艺。在该工艺中，来自脱硫工段的酸汽，进入克劳斯反应炉，在反应炉的进口段装有燃烧器。其中三分之一的酸汽进入克劳斯炉上的燃烧器，H₂S与空气燃烧生成SO₂，其余三分之二的酸汽直接进入衬有耐火材料的反应炉，H₂S与来自燃烧器混合气体中的SO₂反应生成元素硫。在反应炉的格栅上放置适量的Ni基氨分解催化剂，酸汽中的NH₃、HCN等氮化物在高温还原气氛和催化剂作用下反应分解为N₂、H₂、CO等，酸汽中的烃类化合物也能完全分解或燃烧。为达到≥99%的氨被分解，温度应保持约l150℃。在这个温度下，Ni催化剂能耐硫化物的作用。炉中高温主要依靠化学反应热来维持，当酸汽中H₂S含量较低时，需补充少量煤气。所得的分解气体，从反应器出口端送入废热锅炉，在此被冷却并产生蒸汽，冷却的分解气体再经过直接冷却后掺混到焦炉煤气中，分解气体的热值约2900kJ/m³。该技术克劳斯反应炉设计工作温度在1285℃左右，已经超过催化剂耐受温度的极限，而国内克劳斯炉最高工作温度在1150℃以下，为此，马钢在装置建设期间进行了工艺核心部件-超高温氨分解催化剂的研发，成功研制出高温氨分解催化剂MEQ-1型催化剂，该催化剂的载体采用纯度更高的轻质氧化镁，并以氧化锆助剂来提高其抗烧结能力；活性组分通过添加Co来提高活性；活性组分分布设计为三次浸渍的“鸡蛋型”三层分布结构,催化剂各层至里向外活性组分含量依次提高，减少了反应内扩散影响，胶体的分散阻隔作用既可使活性组分分布均匀，又可起锚定活性组分粒子的作用，有效防止高温下金属小颗粒的迁移聚集和挥发流失，从而有效提高催化剂热稳定性。该催化剂已经在马钢焦炉煤气净化系统克劳斯反应炉内成功应用。

近年来因技术升级，马钢焦化将原克劳斯炉和反应炉合并，建成一套处理量高达18万立方米的超大型克劳斯炉，目前国内煤气净化处理量一般为6~8万立方米，该炉成为国内处理量最大的一套煤气净化系统。超高的气体处理量对炉内氨分解催化剂的耐压强度、寿命、抗粉化程度、抗摔落性能等都提出了更高的要求。与此同时，MEQ-1型催化剂在这个系统的研发过程中，高温煅烧下出现了结焦的现象。为此，需要在MEQ-1型催化剂基础上进行技术更新，以满足目前更加苛刻的克劳斯炉工况的需求。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于焦炉煤气净化中的超高温氨分解催化剂。

本发明的另一目的在于公开上述用于焦炉煤气净化中的超高温氨分解催化剂的制备方法。

技术方案：为了达到上述发明目的，本发明具体是这样来实现的：一种用于焦炉煤气净化中的超高温氨分解催化剂，包括采用镁铝水滑石复合氧化物、氯化钠和氧化镁通过溶解混合、烧焙成催化剂载体，然后将催化剂载体浸渍硝酸钴、硝酸镍和硝酸铜混合液而成。