[发明专利]耐硫变换催化剂保护剂及其制备方法

说明书

本发明属于耐硫变换技术领域，具体涉及一种耐硫变换催化剂保护剂及其制备方法。所述的耐硫变换催化剂保护剂，以酸‑TiO₂改性后的海泡石为载体，负载铜和钴作为活性组分，采用混捏法制备而成。本发明制备工艺简单，生产成本低，强度高，活性组分在载体表面分散好，能适应高压、高空速、高水气比等恶劣变换工艺条件，对渣油、重油、石油焦、煤等重质原料制合成气中的灰分和毒物具有很好的物理和化学吸附能力，可对后续主变耐硫变换催化剂有效保护，使用寿命较长，具有一定的初活性，且活性稳定性好，有利于减轻变换催化剂负荷，延长变换催化剂使用寿命，原料采用来源广泛、成本低廉，具有良好的经济效益和环保效益。

技术领域

本发明属于耐硫变换技术领域，具体涉及一种耐硫变换催化剂保护剂及其制备方法。

背景技术

钴钼系耐硫宽温变换催化剂主要用于重油、渣油、煤等重质原料制取原料气，是煤化工领域的核心催化剂。近年来，伴随着煤化工行业的发展和煤化工技术的进步，国内外煤气化装置可使用煤的种类和品质越来越丰富，原料煤趋于劣质化。但同时劣质煤对后续煤气化工艺造成的影响逐渐显现，对后续脱除工艺带来巨大的挑战，耐硫变换催化剂不可避免地面临带水带灰的问题，其使用工况随之恶化；劣质煤还会使工艺气中含有的少量的杂质如：砷、氯等，日积月累对变换催化剂的使用寿命造成很大影响。另一方面，煤气化合成气中CO含量越来越高，合成气中CO含量的增加以及装置规模的扩大导致了变换单元反应器放热急剧增加。为确保主变换反应器的稳定运行，不少研究单位都开发了用于保护钴钼系耐硫变换催化剂的保护剂或脱毒剂，工艺设计单位也在变换系统前增加脱毒槽以保护变换催化剂，延长催化剂使用寿命。但目前所用的催化剂载体大多以镁铝体系、氧化铝为主，活性组分以钴钼居多，存在价格昂贵、抗毒及保护性能差等缺点。针对以上不足，有研究人员开始探索将天然黏土矿物用于制备保护剂，取得了良好的效果。

中国专利CN103769234B提供了一种耐硫变换催化剂的保护剂，包括载体和活性组分，其特征在于以凹凸棒粘土为主要的载体材料，载体中添加含镁的粉末状固体化合物，活性组分为铜、镍二元组分，并添加活性助剂，活性助剂为氧化锌、氧化铁、氧化铬、氧化锆或其相应的可溶性盐类中的一种或多种。该发明采用混捏法制备而成，所用原料采用来源广泛、成本低廉的凹凸棒粘土，不但制备工艺简单，成本低，对耐硫变换催化剂的砷(As)、氢氰酸、羰基化合物等毒物有很好的吸附脱毒作用。可用于高压、高空速、高水气比苛刻条件，对渣油、重油、石油焦、煤等重质原料制合成气中灰分和毒物吸附能力强，能够有效保护主变换催化剂，延长主变催化剂使用寿命。

海泡石是一种富镁硅酸盐粘土矿物。其理论化学式为Mg₈[Si₂O₃₀](OH)₄·12H₂O，水分子中有4个为结晶水：其余为沸石水。海泡石属于S单斜晶系或斜方晶系的链层状含水镁铝硅酸盐或镁硅酸盐矿物，其巨大的比表面积具有良好的吸附性，可吸附各类杂质，常用于污水处理。通过改性，调整海泡石孔径大小，可以进一步增加海泡石吸附性。另外经过改性可以改变海泡石酸碱性，适用于不同反应类型的催化剂载体。海泡石用途广泛，但用于耐硫变换催化剂保护剂的研究和报道较少。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种耐硫变换催化剂保护剂及其制备方法，充分利用海泡石本身物化性质，同时添加铜、钴作为活性组分，能够提高对毒物及灰分等杂质的物理和化学吸附能力，同时具有一定的变换活性，以及更好的活性稳定性，可以有效保护后续变换催化剂。

本发明所述的耐硫变换催化剂保护剂，以酸-TiO₂改性后的海泡石为载体，负载铜和钴作为活性组分。

所述的耐硫变换催化剂保护剂以氧化物重量计，组成包括氧化铜1.0～5.0％，二氧化钛1.0～4.0％，氧化钴0.5～3.0％，余量为海泡石组分。

优选的，以氧化物重量计，组成包括氧化铜1.5～3.0％，二氧化钛1.5～2.5％，氧化钴1.5～2.5％。