[发明专利]一种硫酸钙纤维增强的氧化钛载体或催化剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种硫酸钙纤维增强的氧化钛载体或催化剂，以质量百分数计，包含经700‑750℃焙烧的纤维状无水硫酸钙10‑30%，和65%以上的二氧化钛；其中纤维状无水硫酸钙的90%以上为单分散；可作为催化剂使用，包括用于由H₂S、SO₂制备硫磺的克劳斯反应过程，和由H₂S、空气制备硫磺的直接氧化反应过程；或作为载体进一步负载其它活性成分制成催化剂使用。所用纤维状无水硫酸钙，显著提高了载体、催化剂的机械强度、耐磨性和抗粉化能力，使其离散性较小，并在一定程度上提高了载体或催化剂的内孔体积，尤其显著增大了直径50nm以上大孔的体积；其原料易得，制备方法较简单，可靠易行，较易掌握，可稳定重复，成本较低。

技术领域

本发明工业催化剂制备技术领域，具体涉及一种硫酸钙纤维增强的氧化钛载体或催化剂及其制备方法。

背景技术

因具有特殊的表面性质，二氧化钛载体或进一步制备的催化剂在很多反应如中可发挥独特作用；二氧化钛载体的另一个优点是在很多反应过程中对酸性成分如H₂S、SO₂、NO₂、HCl的长期耐受能力特别强。

比如二氧化钛基硫磺回收催化剂，在用于由H₂S、SO₂制备硫磺的克劳斯反应中，几乎可达到热力学平衡所允许的转化率，在所需的温度条件下，可以1200h^-1高的气体空速使用且不产生硫酸盐化中毒，对有机硫COS及CS₂水解反应也具有高活性，且在硫磺回收应用中性能稳定，寿命可达5-10年。所述二氧化钛基硫磺回收催化剂通常由偏钛酸粉料，先后加入硫酸溶液、硝酸钙溶液，经混捏、挤条、干燥、焙烧制成，一般含锐钛型二氧化钛85-90m%，含硫酸钙10-15m%。近年来，由于炼油、煤化工的发展，该二氧化钛基硫磺回收催化剂已有广泛应用，制备技术成熟，产品质量较有保证。曾有考虑将该催化剂作为载体，负载活性组分制成催化剂，在有些反应中也可应用，但缺点是孔体积太小。

再如由二氧化钛载体负载钴钼活性组分制备的加氢催化剂，载体表面与金属活性组分的相互作用，使催化剂具有很高的脱硫活性，但需要孔体积、表面积都适当大的二氧化钛载体，最好是先制成孔体积略大一些的成型二氧化钛载体，再通过浸渍法负载活性组分制备催化剂。

如何使二氧化钛载体具备工业要求的机械强度，一直是个技术难题；主要原因在于如500℃以上温度焙烧时二氧化钛载体的比表面积通常会显著或急剧下降，同时又很难有在500℃以下温度焙烧时可起到较好粘结作用但表现为化学惰性或低活性的粘结剂。用特殊方法制备二氧化钛或其水合物的粉料、湿料时一般存在工艺复杂和成本较高的问题，还往往产生了大量废水、废气。对于外径2mm以上的条柱状载体或催化剂，工业要求的侧压强度为高于100N/cm，最好为120N/cm以上，且侧压强度分布不应太离散即多个测试条的测压强度上下偏差不应太大。低的载体强度会导致所制备催化剂在使用过程中的表面掉粉、粉化及磨耗问题。

另外，有些方法所制备为较纯的二氧化钛载体，如二氧化钛含量98%以上，多数应用中并不需要这么高的二氧化钛纯度，其中一类的催化剂应用的主要要求是载体中二氧化钛外的其它成分表现为化学惰性或低活性。