CTO-1型脱氧催化剂的研制

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1、２００７年６月工业催化Ｊｕｎｅ，２００７第１５卷第６期ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬＣＡＴＡＬＹＳＩＳＶｏｌ．１５Ｎｏ．６化肥工业与催化ＣＴＯ－１型脱氧催化剂的研制刘应杰，刘华伟，胡典明，孔渝华（湖北省化学研究院，湖北武汉４３００７４）摘要：研制了一种用于高ＣＯ气源的ＣＴＯ－１型脱氧催化剂，该催化剂采用浸渍法以γ－Ａｌ２Ｏ３负－１载过渡金属盐和特殊助剂经高温焙烧制得。催化剂使用前需活化，适用空速３０００ｈ，反应温度－６最低为４０℃，可将原料气中体积分数不高于２．０％的Ｏ２脱除至１０×１０以下，催化剂小粒度稳定性试验表明，４８０ｈ后脱氧率仍大于９９％，失活催化剂可再生。扫描电镜及能量分散光谱（

2、ＳＥＭ－ＥＤＳ）分析表明，催化剂使用前后的表面形貌变化不大，活性成分分布均匀。关键词：ＣＯ净化；脱氧催化剂；脱氧率中图分类号：ＴＱ４２６．９４文献标识码：Ａ文章编号：１００８１１４３（２００７）０５００３１０４ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＣＴＯ１ｄｅｏｘｉｄａｔｉｏｎｃａｔａｌｙｓｔＬＩＵＹｉｎｇｊｉｅ，ＬＩＵＨｕａｗｅｉ，ＨＵＤｉａｎｍｉｎｇ，ＫＯＮＧＹｕｈｕａ（ＨｕｂｅｉＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７４，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＣＴＯ１ｃａｔａｌｙｓｔｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｆｏｒｒｅｍｏｖｉｎｇｏｘｙｇ

3、ｅｎｆｒｏｍｈｉｇｈＣＯｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｇａｓ．Ｔｈｅｄｅｏｘｉｄａｔｉｏｎｃａｔａｌｙｓｔ，ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇａｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｍｅｔａｌｃｏｍｐｏｕｎｄａｎｄａｐｒｏｍｏｔｅｒａｎｄｓｕｐｐｏｒｔｅｄｏｎγＡｌ２Ｏ３，ｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｃｏｉｍｐｒｅｇｎａｔｉｏｎａｎｄｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎａｔ（３５０－４００）℃．Ｔｈｅｃａｔａｌｙｓｔｎｅｅｄｅｄａｃｔｉｖａｔｉｏｎｂｅｆｏｒｅｕｓｅ．－１ＩｔｗａｓａｐｐｌｉｃａｂｌｅｔｏＧＨＳＶｏｆ３０００ｈａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｓｌｏｗａｓｄｏｗｎｔｏ４０℃．Ｏｘｙｇｅｎｉｎｔｈｅｇａｓｗａｓ－６ｂｒｏ

4、ｕｇｈｔｄｏｗｎｔｏｌｅｓｓｔｈａｎ１０×１０（Ｖ／Ｖ）ｗｈｅｎＯ２ｃｏｎｔｅｎｔｉｎＣＯｓｔｒｅａｍｗａｓｌｅｓｓｔｈａｎ２％（Ｖ／Ｖ）ｕｎｄｅｒｔｈｅａｂｏｖｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．４８０ｈａｃｔｉｖｉｔｙｓｔａｂｉｌｉｔｙｔｅｓｔｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｏｘｙｇｅｎｒｅｍｏｖａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｗａｓｏｖｅｒ９９％ａｔｔｈｅｅｎｄｏｆｒｕｎ．Ｔｈｅｃａｔａｌｙｓｔｗａｓｒｅｇｅｎｅｒａｂｌｅ．ＳＥＭＥＤＳｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｎｏｒｅｍａｒｋａｂｌｅｃｈａｎｇｅｏｃｃｕｒｒｅｄｏｎｓｕｒｆａｃｅｏｆｔｈｅｃａｔａｌｙｓｔ，ｗｉｔｈｓｔａｂｌｅｄｉｓｔｒｉｂｕ

5、ｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｃｔｉｖｅｓｐｅｃｉｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｒｂｏｎｍｏｎｏｘｉｄｅｓｔｒｅａｍ；ｄｅｏｘｉｄａｔｉｏｎｃａｔａｌｙｓｔ；ｏｘｙｇｅｎｒｅｍｏｖａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙＣＬＣｎｕｍｂｅｒ：ＴＱ４２６．９４Ｄｏｃｕｍｅｎｔｃｏｄｅ：ＡＡｒｔｉｃｌｅＩＤ：１００８１１４３（２００７）０５００３１０４目前，国内外报道的合成气（ＣＯ和Ｈ２）脱氧催湖北省化学研究院气体净化中心已开发多种脱化剂有ＭｏＳ－ＣｏＳ／Ａｌ２Ｏ３、Ｃｕ／Ａｌ２Ｏ３、Ｐｄ（Ｐｔ）／Ａｌ２Ｏ３、氧剂，其ＴＯ系列贵金属脱氧剂可催化氢与氧反应，［４］活性炭和Ｃｕ－Ｆｅ／Ｃ等，但在高浓度ＣＯ气氛中，

6、贵但对气源氢氧比有一定要求；ＥＤＪ－１型脱氧剂为金属催化剂易形成Ｍ（ＣＯ）ｎ羰基化物，而非贵金属非贵金属脱氧剂，具有较好的耐硫能力，用于催化氢［５］则需要较高的反应温度，温度高ＣＯ易发生歧化反脱氧，使用温度约１７０℃；ＥＤＪ－２型多功能催化［１］［２］应。杨学仁等以活性炭载铜系３０９３催化剂在剂不仅脱氧活性好且具有耐硫、ＣＯＳ水解和无变换［６］高ＣＯ气氛中脱Ｏ２，活性温度约１６０℃。任杰等特性。本文研制了用于高ＣＯ气源脱氧的［１，３］等开发了一种用于高浓度ＣＯ合成气脱氧的ＣＴＯ－１型脱氧催化剂。催化剂为非贵金属体系，低ＪＨＯ－２型脱氧催化剂，催化剂使用温度为１００℃。温脱氧活性高，

7、最低为４０℃，易再生。收稿日期：２００６－１１－１０作者简介：刘应杰，１９７６年生，男，河南省淅川县人，硕士，研究方向为工业催化。３２工业催化２００７年第６期ＣＴＯ－１型脱氧催化剂与国内某脱氧剂Ａ进行比１实验部分较，结果见图２。１．１催化剂制备将催化剂活性组分和助剂制成水溶液，浸渍在载体γ－Ａｌ２Ｏ３上，１２０℃烘干，（３５０～４００）℃焙烧４ｈ。１．２催化剂评价装置催化剂评价装置流程见图１。图２使用温度与出口Ｏ２含量的关系Ｆｉｇｕｒｅ２Ｒｅｓｉｄｕａｌｏｘｙｇｅｎａ