專利名稱：一種耐硫催化脫氧劑及其生產方法
涉及領域本發明涉及催化技術領域，為一種耐硫催化脫氧劑及其生產方法。
背景技術：
脫氧劑按脫氧原理主要分為兩類一類是催化加氫脫氧，俗稱無焰燃燒法；一種是化學吸收脫氧。貴金屬脫氧劑主要是按催化加氫脫氧進行。含氧氣體在催化脫氧劑的存在下，氫與氧反應生成水，其反應方程式如下這類催化劑大多采用鉑、鈀等貴金屬作為活性組份。貴金屬脫氧劑具有操作溫區寬(從常溫至280℃)、空速高和殘氧量低、無需再生等特點。貴金屬一般使用鉑和/或鈀，但僅使用鈀時對氣體組份中雜質含量有嚴格要求，尤其是硫，要求在1ppm以下。鉑系脫氧劑具有抗硫性，使用范圍更廣。但以前制備的鉑系催化脫氧劑脫氧深度僅達10ppm以下，抗硫性能也有一定限制。
化學吸收脫氧一般是在無氫條件下，脫氧劑中的活性組份與氧反應，氧被吸收。以銅為活性組份為例，在脫氧前，應先將CuO還原為單質銅。銅微晶由于分散度較大，故具有很高的表面自由能，在常溫下即可與O2迅速反應生成氧化銅。在使用一段時間后，單質銅微晶逐漸氧化，脫氧深度下降，這時應通氫氣再生。其吸氧、再生的反應方程式如下
化學吸收脫氧活性組份有鐵、錳、鎳、銅等。按活性組份的不同，又可分為鐵系、銅系、錳系、鎳系等。鐵做活性組份時，可以以化合物形式存在。非貴金屬脫氧劑脫氧深度好，價格便宜，但需要周期性再生，有些催化劑還會產生活性組份流失，影響產品最終質量。

發明內容
本發明的催化劑選擇了鉑和鉬為活性組份，兩種組分的復合可以實現協同作用可用于含硫氣氛，對入口硫含量要求不高；同時對入口氧含量適應性強，脫氧能力強，脫氧深度可達0.1ppm以下。
本發明的催化劑具有抗硫性，用于含硫場合，可將有機硫轉化為H2S。
本發明的催化劑還具有制備方法簡單，工藝條件易于控制等特點。
本發明為一種耐硫催化脫氧劑，其特征在于以活性氧化鋁為載體，浸漬單質或其化合態的鉑和鉬為復合活性組份，以催化劑重量百分比為基準，包括金屬鉑計為0.03～0.5％，鉬計為0.5％～15％，催化劑的BET比表面積為250～300m2/g，孔容為0.40～0.90cm3/g，平均孔徑為5～20nm，產品側壓強度大于100N/cm。
本發明還涉及上述耐硫催化脫氧劑的生產方法，特征在于制備催化劑經過以下步驟a、將比表面積在250m2/g以上，孔容在0.40cm3/g以上，平均孔徑為5～20nm的活性氧化鋁載體烘干；b、把計算量的氯鉑酸溶于一定量的去離子水中，攪拌均勻，調節pH值在7.0～10.0，加入計算量的鉬酸銨溶液；c、按等體積法浸漬活性氧化鋁載體，浸漬時間為6～12小時，在室溫中放置12～24小時；d、在110～120℃空氣氣氛中烘干水分；e、在6小時內程序升溫至400～800℃，焙燒6～9小時；f、催化劑使用前需要預還原，還原是在氫氣氣氛中實現的用含氫氣5％～10％(體積比)的氮氣逐漸提溫至280℃，停留4小時，再升溫至450℃至還原完全。
g、還原結束后，在氮氣中配入0.5％的硫化氫在180℃硫化4小時以上得成品脫氧劑。
作為本發明耐硫催化脫氧劑的優選方案，特征在于以催化劑重量百分比為基準，包括金屬鉑計為0.05～0.4％，鉬計為0.6％～13％，催化劑的BET比表面積為260～290m2/g，孔容為0.45～0.85cm3/g，平均孔徑為6～18nm。
作為本發明上述耐硫催化脫氧劑的生產方法的優選方案，特征在于制備催化劑經過以下步驟h、將比表面積在280m2/g以上，孔容在0.70cm3/g以上，平均孔徑為6～18nm的活性氧化鋁載體烘干；i、把計算量的氯鉑酸溶于一定量的去離子水中，攪拌均勻，調節pH值在8.0～9.5，加入計算量的鉬酸銨溶液；
j、按等體積法浸漬活性氧化鋁載體，浸漬時間為8～10小時，在室溫中放置14～22小時；k、在6小時內程序升溫至450～750℃，焙燒7～8小時；與現有技術相比，本發明制備的催化劑具有以下特點l、本脫氧劑具有抗硫性，可將有機硫轉化為無機硫；m、可用于含硫氣氛氧的脫除，對入口硫含量和硫形態要求不高，可將有機硫基本轉化為硫化氫，并且不影響脫氧活性；n、對入口氧含量適應性強，從5000ppmO2可脫至0.1ppm以下。
實施方式 下面通過實施例來進一步說明本專利。
實施例1選擇硝酸法生產的活性氧化鋁載體100克，其物性指標為比表面積290m2/g，孔容在0.80cm3/g，平均孔徑為11nm；將0.06克金屬鉑用王水溶解，調節pH值至8.0，加入鉬酸銨溶液(以金屬鉬計為7克)，并用去離子水稀釋至100毫升，等體積浸漬8小時，室溫中放置12小時，烘干，400℃焙燒9小時，制得催化劑。編號為PTO-1。
實施例2選擇市售球狀活性氧化鋁100克做載體，其物性指標為比表面積302m2/g，孔容在0.46cm3/g，平均孔徑為6nm；載入鉑0.07克，鉬5克，800℃焙燒6小時，其余制備步驟同實施例1，樣品編號為PTO-2。
實施例3本實施例用如下氣氛在固定床反應器上評價其脫氧性能氣體組成CO47％，H248％，CO21.7％，COS10ppm，O22000ppm。評價條件壓力常壓；溫度190℃；空速8000h-1；出口氧含量用微量氧測定儀分析，結果如下PTO-10.04ppm；PTO-20.07ppm。
實施例4本實施例用高硫氣氛在固定床反應器上評價其脫氧性能脫氧劑在裝填前用硫化氫在150～380℃預硫化4小時。
氣體組成CO45％，H248％，CO21.7％，COS200ppm，硫醇100ppm，O22000ppm。
評價條件壓力0.5MPa；溫度240℃；空速5000h-1；出口氧含量用微量氧測定儀分析，結果如下PTO-10.05ppm；PTO-20.06ppm；硫醇轉化率98％；COS轉化率99％以上。
實施例5本實施例用工業氫氣在固定床反應器上評價其脫氧性能氣體組成O2含量約5000ppm；評價條件常溫、常壓，空速10000h-1；出口氧含量用微量氧測定儀分析，結果如下PTO-10.03ppm；PTO-20.05ppm。
權利要求
1.一種耐硫催化脫氧劑，其特征在于以活性氧化鋁為載體，浸漬單質或其化合態的鉑和鉬為復合活性組份，以催化劑重量百分比為基準，包括金屬鉑計為0.03～0.5％，鉬計為0.5％～15％，催化劑的BET比表面積為250～300m2/g，孔容為0.40～0.90cm3/g，平均孔徑為5～20nm，產品側壓強度大于100N/cm。
2.按照權利要求1所述的耐硫催化脫氧劑的生產方法，特征在于制備催化劑經過以下步驟a、將比表面積在250m2/g以上，孔容在0.40cm3/g以上，平均孔徑為5～20nm的活性氧化鋁載體烘干；b、把計算量的氯鉑酸溶于一定量的去離子水中，攪拌均勻，調節pH值在7.0～10.0，加入計算量的鉬酸銨溶液；c、按等體積法浸漬活性氧化鋁載體，浸漬時間為6～12小時，在室溫中放置12～24小時；d、在110～120℃空氣氣氛中烘干水分；e、在6小時內程序升溫至400～800℃，焙燒6～9小時；f、催化劑使用前需要預還原，還原是在氫氣氣氛中實現的用含氫氣體積比5％～10％的氮氣逐漸提溫至280℃，停留4小時，再升溫至450℃至還原完全；g、還原結束后，在氮氣中配入0.5％的硫化氫在180℃硫化4小時以上得成品脫氧劑。
3.按照權利要求1所述的耐硫催化脫氧劑，特征在于以催化劑重量百分比為基準，包括金屬鉑計為0.05～0.4％，鉬計為0.6％～13％，催化劑的BET比表面積為260～290m2/g，孔容為0.45～0.85cm3/g，平均孔徑為6～18nm。
4.按照權利要求2所述的耐硫催化脫氧劑的生產方法，特征在于制備催化劑經過以下步驟h、將比表面積在280m2/g以上，孔容在0.70cm3/g以上，平均孔徑為6～18nm的活性氧化鋁載體烘干；i、把計算量的氯鉑酸溶于一定量的去離子水中，攪拌均勻，調節pH值在8.0～9.5，加入計算量的鉬酸銨溶液；j、按等體積法浸漬活性氧化鋁載體，浸漬時間為8～10小時，在室溫中放置14～22小時；k、在6小時內程序升溫至450～750℃，焙燒7～8小時。
全文摘要
本發明為一種耐硫催化脫氧劑及其生產方法。涉及催化技術領域。一種以活性氧化鋁為載體，金屬鉑和鉬為復合活性組份的催化脫氧劑及其制備方法，金屬鉑以重量百分比計占催化劑總重量的0.03％～0.5％，鉬占0.5％～15％。本催化脫氧劑應用范圍較廣，使用空速可達5000～10000h
文檔編號B01J23/54GK1724155SQ20051001386
公開日2006年1月25日 申請日期2005年6月20日 優先權日2005年6月20日
發明者于海斌, 姜雪丹, 成宏, 馬月謙, 趙虹 申請人:天津化工研究設計院