催化剂的制法
(1)机械混合:
采用机械搅拌的方法将催化剂的活性固体组分与载体混合在一起构成催化剂。此种方法简便,但制备的催化剂效果不佳。
(2)浸渍法:
采用载体浸泡在活性组分的盐溶液中,蒸发,灼烧而使活性组分附着在载体上。此种方法能使活性组分在载体表面高度分散,具有较好的催化性能。
(3)离子交换法:
此种催化剂载体一般为沸石,沸石在使用前先用铵盐或矿酸进行离子交换,则沸石上被引入氨离子或氢离子,然后将其放入一定量活性组分配成的离子溶液,将活性离子交换到载体上。这种方法使活性组分的分散度更好,催化活性更高,但制备较费时间。
(4)沉淀法:
沉淀法是在含金属盐类的溶液中加入沉淀剂,生成水合金属氧化物或碳酸盐的结晶或凝胶,再通过进一步分离、洗涤、干燥而得活性组分。此法适用于负载量较大的催化剂。
(5)其他:
将活性组分附着到载体上的方法较多,例如,将浸渍与机械混合联合起来、柠檬酸络合法、水热生晶法等。
氨合成催化剂 含有多种助催化剂的坚牢的颗粒状铁催化剂,用于加速氮和氢合成为氨的反应。将精选磁铁矿和作为助催化剂的氧化铝、氧化钾和氧化钙等在电炉内熔融,熔块破碎成不规则的颗粒,即得催化剂产品。使用时装在合成塔内用含氢气体还原成为活性铁后转入正常动转。日产千吨氨的大型氨厂氨合成催化剂装用量为35或68m(98或190t),装用量与合成塔操作压力等级有关,前者为28MPa级,后者为13MPa级,使用寿命3~5年。在中小型厂的寿命为1~3年,多数情况是因修理设备而损害了催化剂。
气体净化催化剂 用量最da的是合成氨工业,主要用来脱除合成氨原料气中的少量硫和co。常用的气体净化催化剂有下列两种。
加氢脱硫催化剂 主要成分为钴-钼/氧化铝,用于脱除天然气或石油中含有的有机硫。它能使有机硫加氢而转化为无机硫。反应在300~450C进行,生成的h2s可进一步用氧化锌脱硫剂脱除,经净化后的气体含硫低于0.1ppm以下。
甲烷化催化剂 一种专用的镍/氧化铝催化剂,为条状或球状颗粒合成气或氢气中含有少量(0.5%以下)的co和二氧化碳,通过甲烷化催化剂在260450C下,按上式(3)进行反应,成为惰性的甲烷,净化后co和二氧化碳残留浓度可降到5ppm以下。