[发明专利]具有中心通道的四叶体形式的催化剂成型体

说明书

本发明涉及具有四个外通道和0.25至1.0的成型体直径/高度比并具有中心第五通道的四叶体形式的催化剂成型体。其用于SO₂氧化成SO₃。

本发明涉及具有新的型体几何形式(body geometry)的催化剂成型体。

催化剂成型体可包含例如金属铝酸盐、硅藻土、二氧化硅、二氧化钛、二氧化锆或其混合物作为载体材料。它们可包含选自Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Ba、Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Sn、Sb、La、Hf、W、Re、Ir、Pt、Au、Pb、Bi和Ce的一种或多种金属作为活性材料。催化剂成型体可通过挤出已包含活性材料的催化剂前体材料或通过挤出载体材料和随后用活性材料浸渍载体来制造。

催化剂成型体可例如用于将SO₂氧化成SO₃的方法、用于合成气反应、用于部分氧化或用于制备环氧乙烷的方法。本发明还涉及使用催化剂成型体将SO₂氧化成SO₃的方法。

用于SO₂氧化成SO₃的现代商业催化剂通常不仅包含钒，还包含碱金属化合物，尤其是钾化合物，还任选包含钠化合物和/或铯化合物，以及硫酸盐。作为上述组分的载体，通常使用多孔氧化物，特别是二氧化硅SiO₂。在反应条件下，在载体材料上形成碱金属焦硫酸盐熔体，活性组分钒以氧-硫酸盐(oxo-sulfate)络合物形式溶解在其中(Catal.Rev.–Sci.Eng.,1978,第17(2)卷,第203至272页)。这被称为负载型液相催化剂。

作为V₂O₅计算的钒含量通常在3至10重量％的范围内，作为M₂O计算的碱金属(M)含量为5至30重量％，碱金属与钒的摩尔比(M/V比)通常在2至6的范围内。作为K₂O计算的钾含量通常在6至15重量％的范围内，硫酸盐含量在12至30重量％的范围内。此外，已经报道了许多其它附加元素，例如铬、铁、铝、磷、锰和硼的使用。主要使用SiO₂作为多孔载体材料。

此类催化剂的工业规模生产通常通过各种活性组分，例如适当的钒化合物(V₂O₅、多钒酸铵、偏钒酸铵、碱金属钒酸盐或硫酸氧钒)与碱金属盐(硝酸盐、碳酸盐、氧化物、氢氧化物、硫酸盐)的水溶液或悬浮液，有时与硫酸和可充当成孔剂或润滑剂的其它组分，例如硫、淀粉或石墨一起，与载体材料的混合进行。由此产生的组合物在下一步骤中加工形成所需成型体，最后热处理(干燥和煅烧)。

US 4,485,190描述了用于SO₂氧化成SO₃的催化剂的生产，其包含V、K和硅氧化物化合物。作为成型体，在第2栏第30行及其后和第5栏第62行及其后尤其提到三叶体。在第6栏第5行及其后，据称三叶体具有大了18％的表面积，没有给出所述成型体的尺寸与其他成型体相比的进一步信息。没有更详细描述所提到的三叶体的形状。没有提到具有通道的三叶体。在实施例中，没有制造三叶体。

DE 689 19 235 T2描述了用于SO₂氧化成SO₃的催化剂，其包含钒、钾和硅氧化物化合物。在第2页第2行及其后，作为成型体提到中空或压实圆柱体、多叶圆柱体，任选具有螺旋凹进。没有描述其它形状。

EP 464 633 A1描述了用于生产不饱和酯的催化剂的载体。在图4和5中，公开了具有三个通道的三叶体作为可能的载体并在图6和7中公开了具有多于三个通道的成型体。在实施例中，仅描述了具有一个孔的成型体。

EP 0 129 903 A2公开了用于二氧化硫氧化成三氧化硫的催化剂的生产，其包含在硅酸盐载体上的钒和碱金属。根据实施例3，以具有10mm外径和5mm内径的空心杆的形式制造催化剂。