專利名稱：一種用于瓦斯氣脫氧的耐硫催化劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及瓦斯氣處理領(lǐng)域和能源利用領(lǐng)域，尤其涉及一種用于瓦斯氣脫氧的催化劑及其制備方法和應(yīng)用
背景技術(shù)：
瓦斯氣是指在煤炭開采過程中，出于采煤安全考慮，采用井下抽采技術(shù)，從礦井下抽采出來的煤層氣。由于在抽排過程中摻進(jìn)大量空氣，一般甲烷體積濃度彡40%，而氧氣體積最高濃度可達(dá)到15%左右。瓦斯氣的燃燒產(chǎn)物為水和二氧化碳，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，被世界公認(rèn)為是一種優(yōu)質(zhì)的清潔能源。在我國，目前大多數(shù)瓦斯氣只能就地作為民用燃料使用，而絕大部分被燃燒放空， 據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國每年由于采煤排放出的瓦斯氣多達(dá)200億m3，占全球煤礦開采向大氣排放CH4 總量的1/3，造成極大的能源浪費(fèi)；同時(shí)，瓦斯氣中的甲烷作為一種重要的溫室氣體，其溫室效應(yīng)是二氧化碳的21倍，其直接排入空中極大程度加劇全球溫室效應(yīng)。因此，合理利用瓦斯氣是解決我國能源緊張和分布不平衡、減輕環(huán)境壓力、減緩溫室效應(yīng)的重要手段。瓦斯氣利用的關(guān)鍵就是脫氧，即將瓦斯氣中的氧氣含量脫除至一個(gè)安全的范圍后 (體積濃度<0.5%)再進(jìn)行綜合利用。但是由于瓦斯氣是高濃度的可燃?xì)怏w甲烷與高濃度氧氣的混合氣，采用物理方法脫氧具有很大的危險(xiǎn)性。目前，比較安全而且有效的脫氧方式就是瓦斯氣的燃燒脫氧，尤其是催化燃燒脫氧，即在催化燃燒催化劑作用下，瓦斯氣中的甲烷和氧氣發(fā)生的無火焰燃燒反應(yīng)。該反應(yīng)的反應(yīng)式為CH4+2& — C02+2H20 Δ H0 = -890. 31KJ/mol，從熱力學(xué)過程可得知，該反應(yīng)屬于強(qiáng)放熱反應(yīng)，同時(shí)，燃燒過程中產(chǎn)生大量的水蒸氣。據(jù)計(jì)算，氧氣體積濃度 10%左右的瓦斯氣，每反應(yīng)體積濃度的氧氣，其系統(tǒng)絕熱溫升為85°C左右。同時(shí)，瓦斯氣中抽排過程中可能會(huì)滲入少量的硫(總硫< IOOppm)，用常規(guī)脫氧催化劑比較容易發(fā)生催化劑中毒而失活。因此，瓦斯氣脫氧催化劑的開發(fā)必須保證該催化劑具有較好的低溫活性、較強(qiáng)的水熱穩(wěn)定性，同時(shí)還要有一定的耐硫性能。中國專利申請(qǐng)20081004M78. 0 “一種耐硫脫氧催化劑及其制備方法及應(yīng)用”和中國專利申請(qǐng)200810045665. 9 “一種含氧煤層氣脫氧催化劑及其制備方法及應(yīng)用”分別提到一種以Co為活性組分和一種以鐵和/或銅化合物為活性組分的脫氧催化劑的制備方法和應(yīng)用。這兩種催化劑均為耐硫非貴金屬催化劑，在成本上具有一定優(yōu)勢(shì)，但是催化活性較差，同時(shí)上述專利申請(qǐng)都沒有考慮高溫水熱環(huán)境對(duì)催化劑的影響，不太適合高氧含量的瓦斯氣環(huán)境。中國專利申請(qǐng)公開CN101664679A“一種煤層氣脫氧催化劑、其制備方法及應(yīng)用” 提到一種以貴金屬Pd為活性組分的脫氧催化劑的制備方法和應(yīng)用。該催化劑活性較好，但是催化劑成本較高，作為主要活性組分的鈀在硫環(huán)境下極易失活，同時(shí)鈀在高溫下容易流失，其水熱穩(wěn)定性表現(xiàn)不突出
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于瓦斯氣脫氧的催化劑、及其制備方法和應(yīng)用，該催化劑貴金屬擔(dān)載量低，高溫下水熱穩(wěn)定性好，適用于瓦斯氣催化燃燒脫氧反應(yīng)中，同時(shí)該催化劑還具有一定的耐硫能力。為此，本發(fā)明提供如下各個(gè)方面<1>. 一種用于瓦斯氣脫氧的催化劑，所述催化劑包含催化劑載體、作為催化劑活性組分負(fù)載在所述催化劑載體上的貴金屬Pt和過渡金屬M(fèi)o以及作為助催化劑負(fù)載在所述催化劑載體上的稀土金屬氧化物，其中所述催化劑載體由具有孔結(jié)構(gòu)的惰性物質(zhì)第一載體和施用在所述第一載體上的金屬氧化物第二載體構(gòu)成。<2〉.根據(jù)<1>所述的催化劑，其中所述第一載體為Al2O3小球、堇青石/莫來石蜂窩陶瓷、高嶺土或分子篩，所述第二載體的金屬氧化物由Y-Al2O3和涂敷在所述Y-Al2O3上的鈰鋯復(fù)合氧化物涂層構(gòu)成。<3>.根據(jù)前述任何一項(xiàng)所述的催化劑，其中所述Y-Al2O3和鈰鋯復(fù)合氧化物的比率為0. 5 5，優(yōu)選1 2。<4>.根據(jù)前述任何一項(xiàng)所述的催化劑，其中所述催化劑活性組分Pt含量以貴金屬單質(zhì)計(jì)，占催化劑總重量的0. 1 5%。，優(yōu)選0. 1 1%。。<5〉.根據(jù)前述任何一項(xiàng)所述的催化劑，其中所述催化劑活性組分Mo含量以氧化物計(jì)，占催化劑總重量的0. 5 30%，優(yōu)選3 15%。<6>.根據(jù)前述任何一項(xiàng)所述的催化劑，其中所述稀土金屬含量以氧化物計(jì)，占催化劑總重量的0. 5 10%，優(yōu)選1 5%。<7>.根據(jù)前述任何一項(xiàng)所述的催化劑，其中所述稀土金屬是選自La、Ce、Sc、Y、 Pr、Nd和Sm中的一種或幾種。<8〉.根據(jù)前述任何一項(xiàng)所述的催化劑，所述催化劑載體的含量占催化劑總重量的 59. 9 98. 99%，優(yōu)選 79. 9 95. 99%。<9〉.根據(jù)前述任何一項(xiàng)所述的催化劑，其中所述第二載體含量占催化劑總重量的 1 30%，優(yōu)選5 15%。<10〉. 一種制備前述任一項(xiàng)所述催化劑的方法，所述方法包括如下步驟(1)選取合適的惰性載體材料作為催化劑骨架，(2)將氫氧化鋁和鈰鋯復(fù)合氧化物按照摩爾比0. 5 5的比率混合，加入稀硝酸溶液，加入稀硝酸的體積為鈰鋯復(fù)合氧化物和氫氧化鋁混合體積的2 20倍，濕法球磨成漿料，(3)將制得的漿料涂敷到惰性催化劑載體上，干燥后，在500 900°C，焙燒2 6 小時(shí)，得到所需催化劑載體，(4)采用浸漬法，將(3)中制得的催化劑載體浸漬到含鉬的溶液中，干燥后得到催化劑前體A，(5)采用浸漬法，將催化劑前體A浸漬到稀土硝酸鹽溶液中，干燥后得到所需的催化劑前體B，(6)然后，將催化劑前體B在500 900°C，焙燒1 4小時(shí)，得到催化劑前體C，(7)采用浸漬法，將制得催化劑前體C浸漬到含鉬的溶液中，然后干燥，(8)然后在900 1200°C，焙燒1 4小時(shí)，得到所需的脫氧催化劑。
<11>.根據(jù)前述任何一項(xiàng)所述的制備方法，其中所述步驟(4)至(6)中的任何一步重復(fù)至少2次。<12〉.根據(jù)前述任何一項(xiàng)所述的催化劑或前述任何一項(xiàng)所述的方法制備的催化劑在瓦斯氣催化燃燒脫氧反應(yīng)中的應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明目的在于提供了一種能夠解決上述技術(shù)問題的用于瓦斯氣脫氧的催化劑 (有時(shí)候簡(jiǎn)稱作瓦斯氣脫氧催化劑)。所述催化劑包含催化劑載體、作為催化劑活性組分負(fù)載在所述催化劑載體上的貴金屬Pt和過渡金屬M(fèi)o以及作為助催化劑負(fù)載在所述催化劑載體上的稀土金屬氧化物，其中所述催化劑載體由具有孔結(jié)構(gòu)的惰性物質(zhì)第一載體和施用在所述第一載體上的金屬氧化物第二載體構(gòu)成。可見，本發(fā)明的催化劑包含載體和脫氧活性組分，還包含用于穩(wěn)定活性組分并協(xié)同催化的助劑。所述載體對(duì)活性組分和助劑提供支撐，即，所述活性組分和助劑負(fù)載在所述載體上。本發(fā)明提供的瓦斯氣脫氧催化劑，其主要催化活性組分為鉬和鉬化合物。不受任何理論束縛的情況下，本發(fā)明的發(fā)明人認(rèn)為Pt、Pd等貴金屬催化劑表面會(huì)產(chǎn)生大量的烴類吸附位和氧吸附位，隨著表面反應(yīng)的進(jìn)行，能快速地發(fā)生氧活化和烴類吸附，從而大大降低氧化反應(yīng)發(fā)生的溫度；而由過渡元素組成的非貴金屬催化劑則是通過過渡金屬的離子變價(jià)，利用晶格氧來達(dá)到氧化有機(jī)物的目的，由于氣相中的氧不能及時(shí)補(bǔ)充進(jìn)來，所以需要較高的溫度才能加速氧化進(jìn)程；由于Pt相對(duì)于其它貴金屬具有更好的高溫穩(wěn)定性，同時(shí)Pt和 Mo在硫化態(tài)均具有良好的脫氧活性，因此本發(fā)明選取貴金屬Pt和過渡金屬M(fèi)o共同作為催化劑的活性組分，選取稀土金屬氧化物作為助催化劑。其中Pt含量以貴金屬單質(zhì)計(jì)，占催化劑總重量的0. 1 5%。，優(yōu)選0. 1 1%。；Mo 含量以氧化物計(jì)，占催化劑總重量的0. 5 30%，優(yōu)選3 15%。本發(fā)明提供的脫氧催化劑，其催化助劑為稀土金屬氧化物。研究表明稀土金屬氧化物的加入能對(duì)氣相中的氧進(jìn)行快速的吸附，雖然稀土金屬氧化物吸附位不具有氧化能力但是能產(chǎn)生游動(dòng)性，它們能夠?qū)⑽降难蹀D(zhuǎn)移到鄰近的活性組分的氧吸附位上，變成吸附強(qiáng)度適合的活性氧化物種，從而加速氧化的過程。同時(shí)，La、Ce等作為脫氧催化劑助劑，在穩(wěn)定氧化鋁載體，避免催化劑燒結(jié)，延長(zhǎng)催化劑壽命方面也具有積極作用。本發(fā)明所述的稀土金屬可以是La、Ce、k、Y、Pr、Nd、Sm中的一種或幾種，稀土金屬含量以氧化物計(jì)，占催化劑總重量的0. 5 10%，優(yōu)選1 5%。本發(fā)明提供的脫氧催化劑，其催化劑載體以Al2O3小球、堇青石/莫來石蜂窩陶瓷、 高嶺土以及分子篩等具有孔結(jié)構(gòu)的惰性物質(zhì)為第一載體，涂敷在第一載體上的金屬氧化物涂層為第二載體。其中，第一載體構(gòu)成催化劑骨架，起到支撐催化劑活性組分和助劑的作用；第二載體為Y-Al2O3和鈰鋯復(fù)合氧化物涂層，主要起到分散活性物質(zhì)和助劑并協(xié)同脫氧的作用。本發(fā)明所述催化劑載體，其第二載體中的所述Y -Al2O3是通過氫氧化鋁比如擬薄水鋁石高溫焙燒而制得的，鈰鋯復(fù)合氧化物可使用市售也可自制。Y -Al2O3和鈰鋯復(fù)合氧化物的比率為0. 5 5，優(yōu)選1 2。
本發(fā)明所述催化劑載體，其含量占催化劑總重量的59. 9 98. 99%，優(yōu)選79. 9 95.99%。其中第二載體含量占催化劑總重量的1 30%，優(yōu)選5 15%。剩下為第一載體。本發(fā)明所述的脫氧催化劑的制備方法如下(1)選取合適的惰性載體材料作為催化劑骨架。(2)將氫氧化鋁和市售或者自制的鈰鋯復(fù)合氧化物按照摩爾比0. 5 5的比率混合，加入0. 1 2體積％稀硝酸溶液，加入稀硝酸的體積為鈰鋯復(fù)合氧化物和氫氧化鋁混合體積的2 20倍，濕法球磨成漿料。 (3)將制得的漿料涂敷到惰性催化劑載體上。(4)干燥，例如在80 150°C干燥6 15小時(shí)，然后在500 900°C，焙燒2 6 小時(shí)，升溫至500 900°C可以是2 5小時(shí)內(nèi)程序升溫，由此得到所需催化劑載體。(5)以上步驟可以重復(fù)直至獲得所需擔(dān)載量。(6)配置含鉬的溶液，比如0. 1 lg/ml的鉬酸銨溶液。采用浸漬法，將制好的催化劑載體浸漬到配好的含鉬溶液中，例如，浸漬時(shí)間為2 6小時(shí)，然后干燥，例如在80 150°C干燥6 15小時(shí)，由此制得催化劑前體A。(7)以上步驟(6)可以重復(fù)直至獲得所需的擔(dān)載量。(8)配置例如濃度為0. 1 lg/ml的稀土硝酸鹽溶液，并通過浸漬法，將制好的催化劑前體A浸漬到配好的稀土硝酸鹽溶液中，例如，浸漬時(shí)間為2 6小時(shí)，然后干燥，例如在80 150°C干燥6 15小時(shí)，由此制得催化劑前體B。(9)以上步驟(8)可以重復(fù)直至獲得所需的擔(dān)載量。(10)將擔(dān)載鉬比如鉬酸銨和稀土硝酸鹽的催化劑前體B在500 900°C，焙燒1 4小時(shí)，例如可以放入馬弗爐中，1 3小時(shí)內(nèi)程序升溫至500 900°C，焙燒1 4小時(shí)，由此得到所需的催化劑前體。(11)將計(jì)量的鉬配成溶液，例如將氯鉬酸配成1 20mg/ml的溶液，并且滴入少量鹽酸防止其分解。(12)采用浸漬法，將制得催化劑前體浸漬到含鉬的溶液中比如氯鉬酸溶液中，例如，浸漬時(shí)間為20 40分鐘。(13)然后干燥，例如在80 150°C干燥6 15小時(shí)，然后在900 1200°C，焙燒 1 4小時(shí)，例如2 5小時(shí)內(nèi)程序升溫至900 1200°C，焙燒1 4小時(shí)，由此得到所需的脫氧催化劑。值得指出的是，用于浸漬催化劑前體的相應(yīng)溶液濃度沒有特別的限定，可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)所設(shè)定的催化劑中的鉬、鉬以及稀土等的含量確定。用于浸漬催化劑前體的時(shí)間，也可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)所設(shè)定的催化劑中的鉬、鉬以及稀土等的含量以及浸漬環(huán)境等而適當(dāng)確定。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明獲得的脫氧催化劑具有如下特點(diǎn)(1)本脫氧催化劑具有良好的低溫起活性能，在催化劑作用下，280°C左右時(shí)即可發(fā)生甲烷燃燒反應(yīng)；同時(shí)，本發(fā)明的脫氧催化劑還具有良好的水熱穩(wěn)定性能，在< 800°C水熱條件下，能夠穩(wěn)定工作而不失活。(2)本發(fā)明的脫氧催化劑對(duì)于氧氣含量在0. 5 6%的瓦斯氣均可適用，脫氧濃度范圍廣。(3)本發(fā)明的催化劑具有良好的耐硫性能，硫化態(tài)下的Pt、Mo均具有良好的脫氧性能，一定濃度IOOppm)的含硫氣氛中不影響催化劑的脫氧活性。(4)本發(fā)明的催化劑采用了貴金屬Pt和過渡金屬M(fèi)o協(xié)同脫氧的方法，能夠很大程度上降低脫氧催化劑中貴金屬Pt的含量，降低催化劑成本。實(shí)施例下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明的范圍并不限于這些實(shí)施例。實(shí)施例1鈰鋯復(fù)合氧化物的制備分別稱取氧氯化鋯64. 4g和硝酸鈰86. Sg,并分別將其溶于500ml去離子水中，完全溶解后將兩種溶液混合。在攪拌條件下，向混合溶液中滴加濃度為25%的氨水溶液，控制滴定終點(diǎn)pH值為9. 5 10，滴定結(jié)束，沉淀物靜置12小時(shí)，抽濾并洗滌沉淀物，洗至PH值為7，100°C干燥6小時(shí)，研磨成粉末。3小時(shí)內(nèi)程序升溫至900°C， 焙燒4小時(shí)，制得結(jié)構(gòu)式為Ce O2 · ZrO2的鈰鋯復(fù)合氧化物57. 89g備用。稱取IOOg氧化鋁小球(體積為66ml)作為催化劑惰性載體。稱取30g鈰鋯復(fù)合氧化物和12g擬薄水鋁石，充分混合，加入體積濃度為0. 5%的稀硝酸150ml，濕法球磨12 小時(shí)，得到含有鈰鋯鋁的漿料。量取50ml漿料，將氧化鋁小球浸漬到量取的漿料中，浸漬20 分鐘，100°C下干燥12小時(shí)，將擔(dān)載鈰鋯鋁的氧化鋁小球，3小時(shí)內(nèi)程序升溫至700°C，焙燒 2小時(shí)。再重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)一次，得到擔(dān)載鈰鋯鋁氧化物的催化劑載體。稱取20g 二鉬酸銨，溶于IOOml 15%的氨水溶液中去離子水中，配成二鉬酸銨溶液。將制得的催化劑載體浸漬其中，浸漬3小時(shí)，100°C下干燥12小時(shí)，再重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)兩次。稱取IOg硝酸鑭，溶于IOOml去離子水中，配成硝酸鑭溶液，將擔(dān)載二鉬酸銨的催化劑前體浸漬其中，浸漬3小時(shí)，100°C下干燥12小時(shí)。將擔(dān)載鉬和鑭后的催化劑前體，3小時(shí)內(nèi)程序升溫至700°C，焙燒2小時(shí)，得到擔(dān)載三氧化鉬和氧化鑭的催化劑前體。量取濃度為10mg/ml的氯鉬酸溶液66ml，將制得的催化劑小球浸漬其中，浸漬時(shí)間為30分鐘，100°C干燥4小時(shí)，3小時(shí)內(nèi)程序升溫至900°C，焙燒2小時(shí)。制得催化劑脫氧 DX-I。其具體組成為 0. 4%o Pt/3. 98 % Μο03/0· 45 % y -La203/2. 79 % Α1203/4· 70 % Ce02/3 . 36% &02，余量是氧化鋁小球。實(shí)施例2載體制備工藝同實(shí)施例1。稱取50g 二鉬酸銨，溶于IOOml 15%的氨水溶液中去離子水中，配成二鉬酸銨溶液。將制得的催化劑載體浸漬其中，浸漬3小時(shí)，100°C下干燥12小時(shí)，再重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)兩次。稱取IOg硝酸鑭，溶于IOOml去離子水中，配成硝酸鑭溶液，將擔(dān)載二鉬酸銨的催化劑前體浸漬其中，浸漬3小時(shí)，100°C下干燥12小時(shí)。將擔(dān)載鉬和鑭后的催化劑前體，3小時(shí)內(nèi)程序升溫至700°C，焙燒2小時(shí)，得到擔(dān)載三氧化鉬和氧化鑭的催化劑前體。量取濃度為10mg/ml的氯鉬酸溶液66ml，將制得的催化劑小球浸漬其中，浸漬時(shí)間為30分鐘，100°C干燥4小時(shí)，3小時(shí)內(nèi)程序升溫至900°C，焙燒2小時(shí)，制得脫氧催化劑 DX-2,其具體組成為0. 4%o Pt/10. 85 % Μο03/0· 42 % La203/2. 59 % γ _Α1203/4· 36 % Ce02/3. 12% &02，余量是氧化鋁小球。實(shí)施例3采用與實(shí)施例1相同的催化劑制備方法，將實(shí)施例中的硝酸鑭改為硝酸鈰為助劑，制得脫氧催化劑DX-3，其具體組成為:0. 3%o Pt/5. 30 % Mo03/0. 60% Ce203/2. 89 % Y -Al203/4. 88% Ce02/3 . 49% &02，余量是氧化鋁小球。實(shí)施例4用市售的上海華明高納稀土新材料有限公司生產(chǎn)的RC-25型鈰鋯復(fù)合氧化物作為催化劑原料，采用與實(shí)施例1相同的催化劑制備方法，制得脫氧催化劑DX-4，其具體組成為0. 4%o Pt/5. 65% Mo03/0. 52% La203/9. 92% γ -Al203/5. 66% Ce02/3 . 38% ZrO2,余量是氧化鋁小球。對(duì)比例1采用與實(shí)施例1相同的催化劑制備方法，制備過程中不加入鈰鋯復(fù)合氧化物載體，制得脫氧催化劑Contrast-I，其具體組成為0. 3 0Z00 Pt/5. 33 % Mo03/0 . 70 % La2O3/! 1· 92% Y-Al2O3，余量是氧化鋁小球。對(duì)比例2采用與實(shí)施例1相同的催化劑制備方法，制備過程中不擔(dān)載貴金屬鉬，單獨(dú)以Mo 作為催化劑的活性組分，制得脫氧催化劑Contrast-2，其具體組成為7. 26% M0O3/O. 99% La203/2. 45% γ -Al203/4. 14% Ce02/2 . 96% ZrO2,余量是氧化鋁小球。對(duì)比例3采用與實(shí)施例1相同的催化劑制備方法，僅以貴金屬Pt作為催化劑活性組分，制得脫氧催化劑 Contrast-3，其具體組成為0. 3% Pt/1. 6% La203/3. 56% γ -Al203/5. 23% Ce02/3 . 35% &02，余量是氧化鋁小球。性能評(píng)價(jià)分別對(duì)上述實(shí)施例1-4和對(duì)比例1-3中所制備獲得的脫氧催化劑進(jìn)行如下的性能評(píng)價(jià)。1.用固定床反應(yīng)器上評(píng)價(jià)所得催化劑的脫氧性能反應(yīng)采用管式爐實(shí)驗(yàn)裝置，反應(yīng)器內(nèi)徑IOmm ；氣源采用鋼瓶氣。通過減壓閥調(diào)節(jié)壓力，質(zhì)量流量計(jì)控制氣體流量，配成一定濃度的原料氣，模擬瓦斯氣氣氛。反應(yīng)壓力為常壓，從200°C開始考察催化劑的起活性能，并考察高溫下的催化劑脫氧性能。氣體組成為 35%甲烷，5%氧氣，55%氮?dú)夂?%水蒸氣，反應(yīng)空速為Ι,ΟΟΟΙΓ1，尾氣用在線色譜分析其組成，各個(gè)催化劑性能見表1。2.考察所得催化劑在高溫水熱處理后，催化劑的脫氧性能，水熱條件如下溫度900°C氣體10%水蒸氣，90%氫氣壓力2MPa水熱時(shí)間8小時(shí)水熱處理后的催化劑繼續(xù)在上述性能評(píng)價(jià)1的用固定床反應(yīng)器上評(píng)價(jià)所得催化
權(quán)利要求
1.一種用于瓦斯氣脫氧的催化劑，所述催化劑包含催化劑載體、作為催化劑活性組分負(fù)載在所述催化劑載體上的貴金屬Pt和過渡金屬M(fèi)o以及作為助催化劑負(fù)載在所述催化劑載體上的稀土金屬氧化物，其中所述催化劑載體由具有孔結(jié)構(gòu)的惰性物質(zhì)第一載體和施用在所述第一載體上的金屬氧化物第二載體構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其中所述第一載體為Al2O3小球、堇青石/莫來石蜂窩陶瓷、高嶺土或分子篩，所述第二載體的金屬氧化物由Y-Al2O3和涂敷在所述Y-Al2O3上的鈰鋯復(fù)合氧化物涂層構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的催化劑，其中所述Y-Al2O3和鈰鋯復(fù)合氧化物的比率為 0. 5 5，優(yōu)選1 2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其中所述催化劑活性組分Pt含量以貴金屬單質(zhì)計(jì)， 占催化劑總重量的0. 1 5%。，優(yōu)選0. 1 1%。。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其中所述催化劑活性組分Mo含量以氧化物計(jì)，占催化劑總重量的0.5 30%，優(yōu)選3 15%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其中所述稀土金屬含量以氧化物計(jì)，占催化劑總重量的0. 5 10%，優(yōu)選1 5%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其中所述稀土金屬是選自La、Ce、k、Y、Pr、Nd和Sm 中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，所述催化劑載體的含量占催化劑總重量的59.9 98. 99%，優(yōu)選 79. 9 95. 99%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其中所述第二載體含量占催化劑總重量的1 30%，優(yōu)選5 15%。
10.一種制備根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述催化劑的方法，所述方法包括如下步驟(1)選取合適的惰性載體材料作為催化劑骨架，(2)將鈰鋯復(fù)合氧化物和氫氧化鋁按照摩爾比0.5 5的比率混合，加入稀硝酸溶液， 加入稀硝酸的體積為鈰鋯復(fù)合氧化物和氫氧化鋁混合體積的2 20倍，濕法球磨成漿料，(3)將制得的漿料涂敷到惰性催化劑載體上，干燥后，在500 900°C，焙燒2 6小時(shí)， 得到所需催化劑載體，(4)采用浸漬法，將(3)中制得的催化劑載體浸漬到含鉬的溶液中，干燥后得到催化劑前體A，(5)通過浸漬法，將催化劑前體A浸漬到稀土硝酸鹽溶液中，干燥后得到所需的催化劑前體B，(6)然后，將催化劑前體B在500 900°C，焙燒1 4小時(shí)，得到催化劑前體C，(7)采用浸漬法，將制得催化劑前體C浸漬到含鉬的溶液溶液中，然后干燥，(8)然后在900 1200°C，焙燒1 4小時(shí)，得到所需的脫氧催化劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制備方法，其中所述步驟(4)至(6)中的任何一步重復(fù)至少2次。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的催化劑或權(quán)利要求10至11中任一項(xiàng)所述的方法制備的催化劑在瓦斯氣催化燃燒脫氧反應(yīng)中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于瓦斯氣脫氧的耐硫催化劑及其制備方法和應(yīng)用。所述催化劑包含催化劑載體、作為催化劑活性組分負(fù)載在所述催化劑載體上的貴金屬Pt和過渡金屬M(fèi)o以及作為助催化劑負(fù)載在所述催化劑載體上的稀土金屬氧化物，其中所述催化劑載體由具有孔結(jié)構(gòu)的惰性物質(zhì)第一載體和施用在所述第一載體上的金屬氧化物第二載體構(gòu)成。本發(fā)明的脫氧催化劑具有貴金屬擔(dān)載量小，低溫起活性能好，水熱穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還具有良好的耐硫性能。
文檔編號(hào)B01J23/652GK102553585SQ201110440109
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者于建濤, 孫樹英, 常俊石, 王 義, 雷志祥 申請(qǐng)人:新地能源工程技術(shù)有限公司