二氧化硫氧化制備硫酸催化劑的工藝制造技術

本發明專利技術公開了二氧化硫氧化制硫酸的催化劑制備工藝，步驟包括（一）、按照設定的質量分數取樣品；（二）、將KOH用水通蒸汽溶化，并與V2O5加溫熱煮，制得V2O5含量為240g/l、K2O/V2O5摩爾比為2.75的混合溶液；（三）、取1:1的硫酸中和所述混合溶液制得V2O5和K2SO4膠體混合物，所述硫酸的體積與混合溶液的體積比為53%-56%；（四）、將膠體混合物與樣品余量混合均勻、碾壓成可塑性物料，用成型機成型，干燥、焙燒制得釩催化劑。本發明專利技術制備的催化劑在滿足阻力降和總轉化率要求的情況下，裝填催化劑體積數同比環形、梅花形催化劑少約20%左右，裝填催化劑重量數同比柱形催化劑少約15%左右。

【技術實現步驟摘要】
【專利說明】
本專利技術屬于催化
，具體涉及二氧化硫氧化制備硫酸催化劑的工藝。
技術介紹
硫酸是一種重要的基本化工原料，廣泛應用于各個工業部門，硫酸的產量常被用 來衡量一個國家工業發展水平的標志。我國自1951年成功研制并生產出第一批SlOl型釩 催化劑以來又相繼開發出S105、S107、S108等系列低溫釩催化劑和S109寬溫型釩催化劑。 我國釩催化劑在生產之初全部采用Φ5πιπι柱狀，隨著硫酸工業的不斷發展，國內釩催化劑 的研宄以及生產單位在催化劑的外形尺寸上做了大量工作，又相繼開發出Φ6_大顆粒柱 狀、環狀及梅花狀等系列釩催化劑。這樣就為我國廣大硫酸制造企業根據自身情況選擇使 用催化劑提供了較大的余地。隨著市場形勢的不斷變化，一些生產裝置在擴產改造過程中 需增加催化劑的裝填定額，由于轉化器固定容積的影響，繼續選用環形或梅花狀催化劑勢 必造成催化劑裝填定額不夠而不能滿足轉化率的要求，如選用柱形催化劑勢必會造成轉化 系統阻力過大而不能達到預期要求。因此需開發出一種既滿足轉化效率又滿足適宜阻力降 的催化劑。 實際應用過程中，催化劑往往存在不被利用的死區，如條形催化劑在應用過程中 會形成蛋殼形，越往中心擴散越困難，中心部分催化劑的活性組分基本上失去利用價值，梅 花、環形催化劑同樣存在相同的問題。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供楞形高效型二氧化硫氧化制硫酸的催化劑制備工藝，本發 明制備的催化劑在滿足阻力降和總轉化率要求的情況下，裝填催化劑體積數同比環形、梅 花形催化劑少約20%左右，裝填催化劑重量數同比柱形催化劑少約15%左右。 為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案： 一種二氧化硫氧化制硫酸用釩催化劑的制備方法，包括以下步驟： (一) 、取樣品質量分數為：V2O5 :6· 5%、K2O/ V2O5:摩爾比2. 55~3· 25 ;樣品余量為Na2SO4 :0- 14. 5%、P2O5溶液：0- 1. 5%、其余為精制硅藻土；所述P 205溶液中P 205的體積分數為 85% ； (二) 、將KOH用水通蒸汽溶化，并與V2O5加溫熱煮，制得V 205含量為240g/l、K 20/ V2O5 摩爾比為2. 55~3. 25的混合溶液； (三) 、取1:1的硫酸中和所述混合溶液制得％05和K 2S04膠體混合物，所述硫酸的體積 與混合溶液的體積比為53%-56% ; (四）、將膠體混合物與樣品余量混合均勻、碾壓成可塑性物料，用成型機成型，干燥、焙 燒制得釩催化劑。 在上述技術方案中，所述成型機為圓柱形，成型機的外直徑為5. 5±1. 5mm。在上述 技術方案中，所述成型機內設置有圓弧形凹槽。 在上述技術方案中，所述成型機內設置有四棱形、五棱形、六棱形、七棱形凹槽。 在上述技術方案中，所述圓弧形凹槽圍繞著成型機內壁設置，所述凹槽數為3- 9 個在上述技術方案中，所述圓弧形凹槽圍繞著成型機內壁設置，所述凹槽數為3- 9個。 本專利技術的原理如下：SO2在釩催化劑上的催化氧化機理是，釩催化劑是典型的附載 液相型催化劑，在使用條件下，V 5+和堿金屬鹽是熔融的液相，它負載在SiO2I。反應物從氣 相主體通過氣膜擴散到催化劑外表面和產物從催化劑外表面通過氣膜向孔外擴散是氣相 主體與顆粒外表面進行物質傳遞，稱為外擴散過程。反應物進入微孔向內表面擴散和產物 從孔內液膜表面向外擴散是顆粒孔內的傳遞，稱為內擴散過程。反應物被吸收、生成產物和 產物解吸總成為表面反應過程或本征動力學過程。以上幾個過程哪一個速度最慢則該步驟 就是控制步驟。氣體通過催化劑內微孔擴散到內表面，阻力很大，即為同一類型催化劑的控 制步驟。 表現在實際應用過程中，催化劑往往存在不被利用的死區，如條形催化劑在應用 過程中會形成蛋殼形，越往中心擴散越困難，中心部分催化劑的活性組分基本上失去利用 價值，梅花、環形催化劑同樣存在相同的問題。通過改變二氧化硫氧化制硫酸催化劑外形， 縮短催化劑在應用過程中與so 2、o2、so3在催化劑中的吸附、擴散、化合反應及脫吸等接觸時 間，也就有效的提高了催化劑的利用率，讓同等質量催化劑的活性組分充分得到有效利用。 本專利技術的催化劑有效利用率高，與柱形催化劑等體積裝填。本專利技術的催化劑在滿 足阻力降和總轉化率要求的情況下，裝填催化劑體積數同比環形、梅花形催化劑少約20% 左右，裝填催化劑重量數同比柱形催化劑少約15%左右。【具體實施方式】 實施例1 在成型機上安裝無凹槽、外直徑為5mm的柱形模板。 樣品成分：V2O5 7. 7%、K2O/ V2O5 2. 75 (摩爾比）、其余為精制硅藻土。 將KOH用水通蒸汽溶化，并與V2O5熱煮制得K 20/ V2O5 2. 75 (摩爾比）混合溶液(簡 稱釩水)，制備的釩水中的V2O5含量為240g/l，K 2CVv2O5為2. 75。將325ml的釩水用260ml 1:1的硫酸中和制得V2OjP K 2S0JK體混合物膠體混合物靜置；將膠體混合物與710g精制 硅藻土混合均勻、碾壓成可塑性物料，用無凹槽的柱形、直徑5mm模板的成型機成型，干燥、 焙燒等工序制得1000 g釩催化劑。 實施例2 在成型機上安裝設有四楞形凹槽、外直徑為5mm的柱形模板。 樣品成分：V2O5 7. 7%、K2O/ V2O5 2. 75 (摩爾比）、其余為精制硅藻土。將KOH用水 通蒸汽溶化，并與V2O5熱煮制得K 20/ V2O5 2. 75 (摩爾比）混合溶液(簡稱釩水)，制備的釩 水中的V2O5含量為240g/l，K 20/V205為2. 75。將325ml的釩水用260ml 1:1的硫酸中和制 得V2OjPK2SO4膠體混合物，膠體混合物靜置；將膠體混合物與710g精制硅藻土混合均勻、 碾壓成可塑性物料，用安裝有四楞形凹槽、柱形直徑5_的模板成型機成型。 實施例3 在成型機上安裝設有五楞形凹槽、外直徑為5mm的柱形模板。 樣品成分：V2O5 7. 7%、K2O/ V2O5 2. 75 (摩爾比）、其余為精制硅藻土。將KOH用水 通蒸汽溶化，并與V2O5熱煮制得K 20/ V2O5 2. 75 (摩爾比）混合溶液(簡稱釩水)，制備的釩 水中的V2O5含量為240g/l，K 20/V205為2. 75。將325ml的釩水用260ml 1:1的硫酸中和制 得V2OjPK2SO4膠體混合物，膠體混合物靜置；將膠體混合物與710g精制硅藻土混合均勻、 碾壓成可塑性物料，用安裝有五楞形凹槽、外直徑為5mm的柱形模板的成型機成型。 實施例4 在成型機上安裝設有六楞形凹槽、外直徑為5mm的柱形模板。 樣品成分：V2O5 7. 7%、K2O/ V2O5 2. 75 (摩爾比）、其余為精制硅藻土。將KOH用水 通蒸汽溶化，并與V2O5熱煮制得K 20/ V2O5 2. 75 (摩爾比）混合當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種二氧化硫氧化制硫酸用釩催化劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟：（一）、取樣品質量分數為：V2O5?：6.5%、K2O/?V2O5：摩爾比2.55~3.25；樣品余量為Na2SO4?：0—14.5%、P2O5溶液：?0—1.5%、其余為精制硅藻土；所述P2O5溶液中P2O5的體積分數為85%；（二）、將KOH用水通蒸汽溶化，并與V2O5加溫熱煮，制得V2O5含量為240g/l、K2O/?V2O5摩爾比為2.55~3.25的混合溶液；（三）、取1:1的硫酸中和所述混合溶液制得V2O5和K2SO4膠體混合物，所述硫酸的體積與混合溶液的體積比為53%?56%；（四）、將膠體混合物與樣品余量混合均勻、碾壓成可塑性物料，用成型機成型，干燥、焙燒制得釩催化劑。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：余洋，余少發，楊皓明，
申請(專利權)人：襄陽市精信催化劑有限責任公司，
類型：發明
國別省市：湖北;42