一种改进的氨分解催化剂 一种改进的氨分解催化剂，具体涉及一种改进的用于焦化氨汽和酸气净化处理的氨分解催化剂。
自90年以来，我国采用国外先进技术，相继建成投产十几套采用氨分解技术净化处理焦化氨汽和酸气的新工艺。该工艺中的氨分解炉和克劳斯炉使用一种耐高温催化剂，在常压，1000～1250℃条件下，将氨汽和酸气中的氢、氰化氢催化分解为H2、N2和CO，生成含H2、N2、CO、CO2等组分的低热值燃气加以回收。该工艺氨分解炉和克劳斯炉使用的氨分解催化剂，国内已有研究开发，如中国专利CN 1141214A。目前已工业化的国外催化剂代号为G-117国内催化剂代号为NCA-2，二者催化剂外形均为直径16～24mm球状，均为烧结型催化剂，载体为氧化镁，采用浸渍法制造。上述球状催化剂的缺点是：为减少使用中内扩散限制并使催化剂具有足够的活性表面积，催化剂载体要求具有较高比例的大孔(大于0.75微米)并具有较高的吸水率。因此难以通过提高氧化镁载体的烧结温度来达到提高催化剂耐热性能的目的。上述催化剂的耐热温度均为1300℃，由于工业使用温度高达1000～1250℃，并且有时会因操作温度波动出现催化床层局部短期超高温至1400℃，容易造成催化剂颗粒间大面积相互熔结从而使床层压力降迅速增大，严重时致使无法正常生产。上述球状催化剂的另一缺点是：催化床层装填空隙率较小，在使用过程中，原料气研夹带的粉尘及高温气流冲刷耐火球和催化剂所夹带的固体颗粒会逐渐堵塞原来较小的床层空隙，造成床层压力降逐步升高乃至影响正常生产。
本发明的目的是提供一种改进的焦化氨汽和酸气净化处理的氢分解催化剂，与现有工业催化剂相比该催化剂提高了其耐热温度，催化活性好、强度高，床层装填空隙率较大，抗“尘堵“能力强，催化床层压力降较小，并且本发明催化剂堆密度小，可降低氨分解炉和克劳斯炉催化剂一次装填成本。
本发明催化剂是这样来实现的：它主要包括下述氧化物组份(重量)： NiO 5～10％ MgO 80～92％
CaO 2～6％ TiO20.1～1％其外形为空心圆柱体构造，其截面为圆环形，外形尺寸范围如下：内径D1为5～20mm，外径D2为15～60mm，柱高H为15～60mm，外径与内径比D2/D1为2.8～3.2，外径与柱高比D2/H为0.85～1.25。
上述空心圆柱体催化剂外形尺寸最好采用下述范围：内径D1为8～12mm，外径D2为24～36mm，柱高H为24～36mm，外径与内径比D2/D1为2.8～3.2，外径与柱高比D2/H为1～1.25。
本发明催化剂的制备方法为(a)制备空心圆柱体状的耐高温氧化镁载体；(b)用过量地硝酸镍溶液浸渍载体，并焙烧所得的复合物，反复多次浸渍、焙烧，直到氧化镁载体上所负载的NiO量达到制备催化剂的预定量。
上述耐高温氧化镁载体之构成组份包括预处理的氧化镁A，活
性氧化镁B，烧结促进剂C，造孔剂D。预处理的氧化镁A是指在1300～1500℃煅烧2～4小时并破碎至粒度小于0.147mm的含MgO大于90％(重量)的物料，其中小于0.074mm占大于80％；活性氧化镁B可以是氢氧化镁或碳酸镁，最好是氢氧化镁，其粒度小于0.074mm；烧结促进剂是硫酸钙和二氧化钛，其粒度均小于粒度小于0.074mm；造孔剂可以是活性炭或木炭粉，其粒度小于0.5mm。
上述物料按一定配比混合均匀，以混合物料重量计，各物料配比为：氧化镁A 70～85％，活性氧化镁B 10～25％，烧结促进剂C 4～6％，造孔剂D 1～2％。将混合物料加水捏合40～60分钟，然后造粒并于80℃干燥至物料流动性好且便于成型为止。在欲成型物料中加入1～3％的成型润滑剂，如石墨或硬脂酸镁，混合均匀，经成型设备压制成型为空心圆柱体形状的氧化镁坯体，氧化镁坯体可以在1500～1800℃，最好在1650～1730℃煅烧2～6小时制成空心圆柱体形状的耐高温氧化镁载体。
将上述过程制备的空心圆柱体氧化镁载体置于含镍浓度大于120g/L的硝酸镍溶液中，浸渍1～2小时，然后在400～600℃煅烧炉中焙烧2～4小时，重复上述浸渍、焙烧过程，直至氧化镁载体上NiO含量达到制备催化剂的预定量。
经上述制备过程可得到本发明提出的一种改进的氨分解催化剂。该催化剂外形为空心圆柱体，其截面为圆环形，其外形尺寸范围最好为：内径D1为8～12mm，外径D2为24～36mm，柱高H为24～36mm，外径与内径比D2/D1为2.8～3.2，外径与柱高比D2/H为1～1.25。
下面通过实施例对本发明作进一步说明。
实施例：
称取1600g预处理氧化镁A，320g氢氧化镁，70g硫酸钙，10g二氧化钛，20g木炭粉。将上述物料充分混合均匀，放入捏合机中加水捏合至物料具有一定可塑性，然后用8目网造粒，粒子于100～120℃烘干至含水量5～10％，称取60g硬脂酸镁，与烘干后的粒子混合均匀，然后用模具压制成型为24×24×8(外径×高×内径)mm的坯体，坯体经一定时间干燥后，置于煅烧炉中逐渐升温至1670～1700℃，保持4小时，即制成空心圆柱体氧化镁载体。称取2000gNi(NO3)2.6H2O置于5L烧杯中，保持80℃加脱盐水使溶液体积为2L。将1000g上述载体浸入硝酸镍浸渍液中，浸渍1小时，捞出沥干，于500℃焙烧2小时，再重复浸渍，焙烧一次，即可制得24×24×8(外径×高×内径)mm空心画柱体催化剂。
上述实施例催化剂与工业样在1100℃，常压，空速(以氨计)6000h-1，进口气含氨(体积)48～52％,H2O/C(mol/mol)=2，样品装量10ml，粒度4～6目的条件下进行活性比较，结果见表1。
表1 外形尺寸 mm堆密度Kg/L强度N/颗 镍％(wt)活性残氨％本发明24×24×8(外径×高×内径) 1.25 2800 6.60.86工业样直径22 1.53 2110 6.51.62
本发明催化剂是专为焦炉煤气净化工艺中的氨分解工艺研制设计和生产的。本发明催化剂与现有工业催化剂进行综合对比(见表2)表明，本发明提高了催化剂的耐热性能，抗操作温度波动能力强，短期操作温度超温至1400℃，不熔结成块；当二种催化剂当量直径相近时，本发明催化剂几何外表面积大，增加了外表面积Sp与表观体积Vp之比值，可提高催化剂颗粒有效利用率30％以上；本发明催化活性好，强度高，催化床层空隙率提高50％以上，可防止在使用过程中因原料气流所夹带的尘埃及高温气流冲刷耐火材料和催化剂所带的固体颗粒粉末沉积在催化床层上而导致床层阻力迅速增大，即本发明提高了催化剂“聚尘抗堵”能力。另外，本发明催化剂堆密度较现有工业催化剂小，可降低氨分解炉或克劳斯炉催化剂装填量25％以上，为用户节约一次装填催化剂费用。
表2 外形尺寸 mm堆密度Kg/L强度N/颗Sp/Vp床层空隙率 ％耐热温度 ℃本发明24×24×8 1.1～1.3(外径×高×内径)≥20000.38 54 1400工业样直径22 1.4～1.6≥12000.29 35 1300