将二氧化硫转化为三氧化硫的氧化钌催化剂

　　　　　　　　　　　　　将二氧化硫转化为三氧化硫的氧化钌催化剂

　　概括而言，本发明涉及包含氧化钌的催化剂，并涉及使用该催化剂将二氧化硫(SO2)氧化并转化为三氧化硫（SO3)的方法。特别地，使用本发明的氧化钌催化剂，可以在较低温度将工艺气流中低浓度的SO2有效氧化为so3。例如，所述包含氧化钌催化剂特别可用于在制造硫酸所用的多阶段催化转化器中的最后的接触阶段中将SO2转化为so3。制造硫酸的常规接触法包括在转化器的一个或多个催化氧化阶段中将SO2催化气相氧化为SO3以制造包含SO3的转化气，并将SO3吸收到硫酸水溶液中，形成附加的硫酸产 物。SO2至SO3的催化氧化以可用的速度在固体微粒催化剂上进行，该催化剂一般包含含碱金属-钒或含钼的活性相。在通往转化器第一催化阶段的入口处的SO2气浓度通常为约4%至15%。在转化器的每一阶段都是绝热操作的情况下，通常需要三或四个催化阶段（或过程），以实现超过99. 7%的SO2总转化率并满足吸收塔尾气排放标准。为了将气流冷却至合意的入口温度，在第一催化过程后的每一催化过程的前面通常有外部热交换器，其中第四阶段通常运行在约360°C至约415°C。通过第四阶段双吸收设计，可适宜地实现第一阶段入口 SO2浓度的99. 7%的转化，在所述设计中，通过在转化器的第二催化阶段（2 : 2级间吸收（IPA)设计）或第三催化阶段（3 ： IIPA设计）之后的硫酸喷淋吸收塔从气流中除去SO30在通往最后的吸收塔以回收附加的硫酸产物之前，通常在转化器最初三个阶段实现约94%至约95%的SO2转化，其余的在第四（或最后的）催化阶段转化。

本发明的目标是提供用于将SO2氧化为SO3的方法中的氧化催化剂；提供含氧化钌活性相的氧化催化剂；提供在酸性运行条件下具有稳定性和长的催化剂寿命的氧化催化剂；提供适于在具有较低SO2浓度的原料气混合物中并在较低的操作温度下将302有效地催化氧化为SO3的氧化催化剂和方法；并提供适于在通过接触法制造硫酸所用转化器的最后催化阶段中将SO2转化为SO3的氧化催化剂。

催化剂的制备方法为：催化剂可以包含未负载的、含氧化钌的活性相。但优选地，催化剂活性相存在于载体上。合适的载体包括整料（例如蜂巢或其它构造的载体，•它们具有用于含SO2气体以较高速度和低的压损流动的孔开口、小室或通道）以及较小尺寸的载体，这些载体用于制备固定催化剂床或填充式催化剂床设计中所用的催化剂体。在一个实施方案中，催化剂具有特征在于平均微晶尺寸小于约500埃的氧化钌活性相，因而产生了增强的活性和稳定性。该催化剂可通过基于溶液的沉积法适宜地制备，该方法包括将氧化钌前体化合物溶解在合适的溶剂中。然后，可例如通过pH调节和/或加热该溶液，从该溶液中沉淀出催化剂前体固体。在其中氧化催化剂的含氧化钌的活性相存在于载体上的那些实施方案中，可使催化剂前体固体从溶液中沉淀在催化剂载体上。在沉淀之后，可将氧化钌催化剂前体与溶液分离，并任选地，在将该前体转化为氧化钌和活化之前例如通过将该前体在氧化气氛中煅烧而干燥。或者，可以用含氧化钌前体化合物的溶液湿润或浸泡催化剂载体、然后任选干燥和将所述前体化合物转化，从而在催化剂载体表面上形成含氧化钌的活性相。催化剂载体可任选包含大表面积的洗涂层，在该洗涂层上形成含氧化钌的活性相。

本文涉及包含氧化钌的催化剂，并涉及使用该催化剂将二氧化硫(SO2)氧化并转化为三氧化硫(SO3)的方法。使用本发明的氧化钌催化剂，可以在较低温度将工艺气流中低浓度的SO2有效氧化为SO3。在一种运用中，该氧化钌催化剂用于在制造硫酸的多阶段催化转化器中的最后的接触阶段，以将SO2转化为SO3。