co高温变换催化剂发展趋势new

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2605年第5卷第5期气体净化CO高温变换催化剂发展趋势华南平，杨平，杜立扣(苏州大学化学化工学院，江苏215006)摘要：Fe-Cr高温变换催化剂虽然受到Co—Mo耐硫低温变换催化剂的挑战，但它在合成氨、甲醇、制氢及城市煤气等行业仍有不可替代的作用．现详细地介绍高温变换催化剂的发展和最新研究动态。关键词：高温变换催化剂；发展；趋势1前言回收加工利用的机制和单位，这些CrO。进入自然高温变换催化剂应用于CO转化反应，从上个界，严重污染环境，给人类和动、植物界造成了极大世纪初开始沿用至今已近90年历史[1]

2、，CO转化反的危害。应在合成氨工业、甲醇生产、制氢及城市煤气等行业随着大型合成氨厂“三催化”流程的应用，开发中占据了非常重要的地位。直至今天，Fe—cr高温了CuZn低温变换催化剂(B2系列)，由于它的使变换催化剂仍是合成氨工业中使用量最大的催化剂用温度仅200℃，节约了大量蒸汽。但Cu—Zn低之一。温变换催化剂对硫特别敏感，要求原料气中的硫化Fe—Cr高温变换催化剂(B1系列)活性范围较氢含量<1×10_。。，限制了它的使用范围。宽，热稳定性好，使用寿命长，有一定的抗毒性，价廉20世纪70年代，代之而起的是高耐硫的Co—易得，适用性好。但多年来，从制

3、备方法到组成配Mo低变宽温催化剂(B3系列)。Co—Mo低温变换比，改变甚少，已不适应现代科技与工业的飞速发催化剂大都以浸渍法制造，个体强度高，耐硫无上展。Fe—Cr高温变换催化剂长期使用的结果表明：限，反应温度与Cu—Zn低温变换催化剂基本相同，(1)比表面低、孔容及孔分布不合理，催化剂比蒸汽用量少，床层阻力小。可使用在净化能力较差活性较低；的中、小氮肥厂。90年代初发展的中一低、中一低一低(2)对硫较敏感，易中毒失活；及全低变工艺流程对变换系统的节能降耗发挥重(3)遇水易粉化，造成床层阻力增大，管路堵塞；大的作用。(4)氧化铬(CrO。)对环境污染

4、严重。现代医学我国的低铬铁系催化剂开发较早，但催化活性证明，进人人体消化道的铬，可引起口腔及肠胃烧并不理想，目前广泛使用的B1系列催化剂大部分伤、溃疡、出血和中毒性肝炎、胃炎等危害，积累在肺含铬(以Cr2O。计)仍在79，6以上，只有极个别的催部的铬会诱发肺癌[3]。化剂的含铬量降到3左右[7]。(5)反应温度高(400～500℃)，使用时的汽气无铬铁系催化剂目前已有产品销售，如内蒙古比大，能耗高；大学研制的NBC一1[4'及福州大学的B121[。]，但我国目前生产的Fe—Cr高温变换催化剂分为是市场的占有量非常小。两大类，高铬催化剂Cr。O。的含量在

5、7％～14％；低国外对CO高变催化剂的研究开发起步较早，铬催化剂的CrO。的含量在2．8～5．0。有关目前已有非铁基催化剂的报道，但未见有工业应用资料表明，每年CO高温变换催化剂消耗Cr。O。的例子。1500t以上。由于我国目前尚缺乏废旧催化剂综上所述，Fe—Cr高温变换催化剂仍是CO变维普资讯http://www.cqvip.com·2·气体净化2005年第5卷第5期换反应催化剂的主导催化剂，具有不可替代性。度。另外，MgO与FeO也可以形成尖晶石结构的2Fe—Cr高温变换催化剂固溶体，所以也有一定的结构助剂的作用[1]。但也2．1氧化铁的晶相有文献

6、报道，认为MgO会与催化剂主要成分生铁氧化物是高温变换催化剂中的主催化剂，根成MgFe。O，对变换反应产生不利的影响。据不同的原料和不同的制备方法可以得到两种主要2．3．3其他金属氧化物的不同晶相的铁氧化物，a—FezO。和7一FezO。，还稀土氧化物由于原子结构的特殊性和高熔点，原后都生成活性态的Fe。O。7一Fe。O。晶相的催作为电子助剂加人催化剂后能加速变换反应的进化活性明显高于a—Fe。O。[8-x0]。这是因为，从7一程，降低反应的活化能，加快变换反应速率，改善了Fe2O。还原得到的Fe。O，其活化能比a—Fe2O。还高变催化剂的低温活性，并

7、提高催化剂的热稳定性，原得到的Fe。O低，另外，由于a—Fe。O。的晶体结延长使用寿命[1引。构为六方晶系，而7一Fe。O。与Fe。O皆属立方晶CaO和CuO能提高反应速度，而ZnO和系的尖晶石结构，故在还原为Fe。O后，a—FezO。MnO。则会降低反应速度，NiO会促使甲烷化反应；发生晶系转变、视体积也要增大，引起机械强度降Cr。O。和V。O则能提高铁基催化剂的稳定性[1，低，而7一Fe。O。则还原后机械强度改变不大L1。CoO因为形成了类似7一Fe。O。的结构，所以能促2．2氧化铬的作用进变换反应[18]。Cr、Th、U、Be和Sb的氧化物均能由

8、于纯Fe。O。的活性温度范围窄，耐热性差，促进变换反应[19]，Y．Amenomiya[2等研