[发明专利]一种硫酸生产用钒催化剂及其制备方法

说明书

本发明是关于硫酸生产中二氧化硫(SO₂)氧化成三氧化硫(SO₃)的钒催化剂。

目前，国内生产的硫酸生产用钒催化剂，一般采用在偏钒酸钾(KVO₃)溶液中加入工业硫酸(H₂SO₄)制得五氧化二钒(V₂O₅)溶液来生产的。据《河南化工》1986年4期介绍个别厂家采用在KVO₃溶液中加入60％的H₂SO₄后，再通入SO₂制得硫酸氧钒(VOSO₄)溶液来生产钒催化剂。前者虽然产品活性，机械强度、磨耗等性能指标能达到，但产品性能不稳定，特别是机械强度波动较大。后者虽然提高了产品的机械强度，但由于SO₂的加入，不仅要增加设备，增加成本，而且污染环境，危害了人体健康。

因此，急需寻找一种既能代替SO₂，提高产品机械强度，但又无污染的物质来生产钒催化剂。

本发明不是直接以V₂O₅溶液的形式生产钒催化剂，而是以VOSO₄溶液的形成来生产钒催化剂。在生产的中和过程中、KVO₃与MSO₃(亚硫酸盐，M为碱金属、碱土金属和铵盐)反应，再加入工业H₂SO₄，生成VOSO₄溶液，PH控制在1-6之间。固体MSO₃加入量控制在0.1～20之间。此法是在保证了产品活性指标的情况下，由于MSO₃的加入，改善了钒催化剂的物料性能，增加了粘度，大幅度的提高了机械强度、降低了磨耗率，减少了硫酸生产过程中的阻力。

本发明的目的在于加入MSO₃生成VOSO₄溶液的形式比值接用V₂O₅溶液的形成生产的钒催化剂的机械强度大幅度的提高，而降低了磨耗率；以MSO₃代替SO₂制备VOSO₄溶液生产钒催化剂，可以降低成本；由于MSO₃制备VOSO₄溶液生产钒催化剂，生产工艺简单，不需要增加设备，无SO₂污染，改善了环境和操作条件。

根据本发明所提出的钒催化剂的配料比如下：

中温∶硅藻土∶V₂O₅∶MSO₃＝100∶7-10∶0.1-20

低温：硅藻土∶V₂O₅∶Na₂SO₄∶MSO₃＝100∶7-10∶10-15∶0.1-20

本发明所提出的钒催化剂的制备工艺条件：

中和

↓

混合→成型→干燥→煅烧→成品

中和：在KVO₃溶液中，慢慢地加入固体MSO₃，不断搅拌，待MSO₃完全溶解后，再加入工业H₂SO₄，这样制得了VOSO₄溶液，PH值控制在1-6之间。

混合：将硅藻土，造孔剂，助催化剂等物料进行10分钟于碾混合，再加VOSO₄溶液进行湿碾30-60分钟混合，物料湿度由加水量控制，以能制得足够的可塑性物料为宜。

成型：将混合好的物料放入螺旋挤条机或油压机中，挤压成直径为4.5-5.5毫米，长度为5-15毫米的园柱体。

干燥：脱除成型园柱钒催化剂中所含的游离水，使催化剂的孔结构在低温下预先形成。

煅烧：经干燥后的钒催化剂在煅烧炉中进行煅烧，使催化剂的孔结构进一步提高。

根据本发明所提出的配料比及工艺条件，制备的钒催化剂的性能为：中温型在485℃时耐热后活性大于或等于81％；低温型在410℃时耐热后活性大于或等于35％。两型号的成品颗粒径向抗压强度均大于或等于100N/cm，磨耗率小于4％。此法制备工艺简单，无SO₂污染，易于工业化生产，便于贮运和使用。

下面为本发明实施侧：