一种硫酸生产用钒催化剂及其制备方法[发明专利]

[19]
中华人民共和国专利局
[12]发明专利申请公开说明书
[11]公开号CN 1144189A
[43]公开日1997年3月5日[21]申请号96117480.3
[22]申请日96.3.15
[71]申请人四川川化集团公司催化剂厂
地址610301四川省成都市青白江
[72]发明人张沛 宋华祥 汪锡明 许清淮 李孝维
[51]Int.CI 6
C01B 17/79B01J 23/22
权利要求书 1 页 说明书 5 页
[54]发明名称
一种硫酸生产用钒催化剂及其制备方法
[57]摘要
本发明是关于一种硫酸生产中SO 2氧化成SO 3的钒催化剂，在生产过程中加入了新物质MSO 3(亚硫酸盐，M为碱金属、碱土金属及铵盐)，其配料比为：中温，硅藻土∶V 2O 5∶MSO 3=100∶7-10∶0.1-20；低温∶硅藻土∶V 2O 5∶Na 2SO 4∶MSO 3=100∶7-10∶10-15∶0.1-20。

由于MSO 3的加入，增加了物料的粘度，不仅保证了产品的活性(低温钒催化剂410℃耐热后活性大于或等于35％；中温钒催化剂485℃耐热后活性大于或等于81％)，而且颗粒径向抗压强度均大于100N/cm，磨耗率小于4％。

此方法生产工艺简单，无SO 2污染，适合于工业化生产，便于贮运和使用。

96117480.3权 利 要 求 书第1/1页
1.一种用于在硫酸生产中将SO2氧化成SO3的钒催化剂，其
特征在于产品配料中加入了MSO3(亚硫酸盐，M为碱金属、碱土
金属及铵盐)。

产品配料比为：
中温∶硅藻土∶V2O5∶M S O3＝100∶7-10∶0.1-20
低温：硅藻土∶V2O5∶MSO3∶Na2SO4＝100∶7-10∶0.1-20∶10-15
2.一种硫酸生产用钒催化剂的制备方法，其特征在于：中
和时，在KVO3溶液中，加入MSO3及工业H2SO4；制得VOSO4溶液，
经混合，成型、干燥，煅烧后即得到钒催化剂成品。

3.根据权利要求1和2所说的硫酸生产用钒催化剂，其特征
在于所加入的新物质MSO3的量为0.1-20之间。

4.根据权利要求2所说的钒催化剂的制备方法，其特征在于；在KVO3溶液中和时，先加固体MSO3，待搅拌均匀溶解后，再加入
工业H2SO4，PH控制在1-6之间。

96117480.3说 明 书第1/5页一种硫酸生产用钒催化剂及其制备方法
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K V O3溶液中加入60％的H2S O4后，再通入S O2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∶M S O3＝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S O2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：
例：(例1-3是中温钒催化剂)
在含V2O5 9.2公斤的KVO3溶液41.8升中加入固体MSO3公斤，不断搅拌，待完全溶解后，加入工业H2SO4，制备PH＝3的VOSO4溶液。

将东北硅藻土100公斤，硫磺8公斤，熟料10公斤，混合10分钟后，加入PH＝3的VOSO4溶液，混合30-60分钟后，加适量的水，碾成可塑性物料，在挤条机上挤成直径为4.5-5.5毫米，长为5-15毫米的柱体，放入105℃烘箱内烘干，在780-800℃进行煅烧，即获得中温钒催化剂产品。

例2：
与侧1不同之处，就是加入固体MSO3的量为2公斤，其余物料的加量和制备方法与侧1相同。

例3：
与例1不同之处，就是不加固体MSO3，其余物料的加入量和制备方法与例1相同。

例4(例4-6是低温钒催化剂)
在含V2O5 9.2公斤的KVO3溶液40升中加入固体MSO3 6公斤，搅拌溶解后，加入工业H2SO4制得PH＝4的VOSO4溶液。

将东北硅藻土和山东硅藻土共100公斤，硫磺8公斤，无水硫酸钠(Na2SO4)15公斤熟料15公斤，混合干碾10分钟，加入PH＝4的VOSO4溶液，湿碾30-60分钟，加适量的水，碾成可塑性物料，在挤条
机上挤成直径为4.5-5.5毫米，长为5-15毫米的园住体，放入105℃烘箱内烘干，然后放入700-720℃的煅烧炉内进行煅烧，即获得低温钒催化剂产品。

例5
与例4不同之处，就是MSO 3加入量为2公斤，其余物料的加量和制备方法与例4相同。

例6：
除了不加固体MSO 3外，其余制备方法与手料的加入量均与例4相同。

下面是实施例1-6制备钒催化剂的测定结果：
表1为实施例1-3的中温钒催化剂实验测定结果
测定条件：按标准入口气中SO2浓度为10±0.1％；空速3600时-1；测定温度485℃；耐热温度700℃；耐热时间5小时条件下进行样品检测。

样品
MSO 3
(亚硫酸盐)(kg)VOSO 4(PH)耐热后活性(％)机械强度(N/cm)磨耗率
(％)备注
部标//≥81.0≥60≤6例1 5.0381.91970.6例2 2.0382.20110 2.0例3
/
/
82.50
67
4.5
比较例
表2为实施例4-6的低温钒催化剂的实施测定结果：
测定条件：按标准入口气中SO 2浓度为10±0.1％；空速3600时-1；测定温度量410℃；耐热温度600℃；耐热时间5小时的条件下进行检测的。

样品
MSO 3
(亚硫酸盐)(kg)
VOSO 4(PH)耐热后活性(％)机械强度(N/cm)磨耗率
(％)备注
部标//≥35.0≥55.0≤10例4 6.0436.07190 1.0例5 2.0438.35118 2.5例6
/
/
36.60
88
8.1
比较例。