[發明專利]低溫下水解催化羰基硫的活性炭基催化劑及制備方法

無效

• 申請號: 200810058665.2
• 申請日: 2008-07-10
• 公開（公告）號: CN101318130A
• 公開（公告）日: 2008-12-10
• 發明（設計）人: 易紅宏;于麗麗;唐曉龍;寧平
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01J23/16;B01J23/10;B01J31/02;B01J21/18;B01D53/48
• 代理公司: 昆明正原專利代理有限責任公司
• 代理人: 徐玲菊

技術領域

本發明涉及一種催化劑及其制備方法，低溫脫除羰基硫、硫化氫催化劑及制備方法，具體涉及一種于低溫下脫除原料中的羰基硫和硫化氫的催化劑及其制備方法。

背景技術

羰基硫(COS)和硫化氫(H₂S)廣泛存在于以煤、石油、天然氣為原料氣，進行合成氨、甲醇生產和粘膠纖維生產時所產生的廢氣中。硫化物的存在不僅會污染環境，而且還會腐蝕管道，會造成后續生產過程中的催化劑中毒失活，從而影響后序化工產品的質量。尤其在合成氨的工業生產中，它們是使甲醇、甲烷化、氨合成等催化劑失活的主要因素。近年來，隨著經濟的持續增長，使得能源供需矛盾日益突出，特別是石油價格的上漲，導致一些化肥廠和聯醇廠不得不采用低價劣質煤和高硫煤造氣，從而使原料氣中硫含量增高。H₂S和COS是這些原料氣中典型的硫化物。由于COS呈中性或弱酸性，其化學性質不活潑，很難用脫除硫化氫的方法將其脫除，因此給現有的脫硫技術帶來新的挑戰。

工業上脫除COS的方法主要有干法和濕法。干法脫硫主要有加氫轉化法、水解轉化法及氧化轉化法等。干法脫硫精度高，投資低，操作費用低，動力消耗低，當原料氣含硫量較低(＜1000ppm＝或需凈化的氣體流量較小(＜20000h^-1＝時，用干法脫硫即可達到目的。濕法脫除COS又分為物理吸收法、化學吸收法和物理化學法，如有機胺類溶劑吸收法、液相催化水解轉化法等。濕法投資高、運行費用高、動力消耗高、操作復雜。目前水解法是工業上脫除COS的主要手段，其脫除過程是：COS+H₂O→H₂S+CO₂，在水解催化劑的作用下，利用原料氣和尾氣中的水蒸汽將其轉化為無機硫(H₂S)，繼而用ZnO脫硫劑除去，該法需要高溫熱源，設備及運行費用較高，并易引起甲烷化副反應。

美國專利USP?4,5111,668公開了一種以TiO₂為載體，至少含一種堿金屬，堿土金屬、IIB族和IVA族金屬作為活性組分的COS水解催化劑，但該催化劑在使用過程中所處理的原料氣COS含量較低(73ppm)，且反應溫度較高，一般在200～400℃，能耗大。湖北省化學研究所的CN1069673A和CN1844326A以及太原理工大學的CN1189394A和CN1680025A、中國石化齊魯石油化工公司的CN1095309A等。這些專利中催化劑的載體基本上選用的是γ-Al₂O₃載體或γ-Al₂O₃和TiO₂的復合載體，并在這些載體上負載堿金屬、堿土金屬和過渡金屬化合物而制成的。

近年來公開的CN1593751A和CN1403197A專利是以稀土氫氧化物和稀土硫化物作為COS水解催化劑的，該催化劑適用的溫度在50～200℃，當溫度低于100℃時活性較低，并且COS濃度需小于300ppm。中國專利CN101054538A公開了一種中低溫下催化劑轉化吸收羰基硫的鐵基脫硫劑及制備，該催化劑應用的溫度仍較高(150～350℃)。中國專利CN101108339A公開了一種中溫羰基硫水解催化劑及其制備方法與用途，以γ-Al₂O₃為載體，通過添加V₂O₅改變催化劑組成來提高催化劑中溫條件下的抗硫酸鹽化性能，該催化劑的適用的溫度仍較高(200～400℃)。

上述催化劑存在的不足主要有：(1)催化水解的溫度較高，易發生硫酸鹽化中毒；(2)能耗大，投資大，運行費用高，易帶來副反應；(3)COS的脫除濃度適用范圍低，一般需低于300ppm。近年來隨著經濟的持續增長使得能源供需矛盾日益突出，緩解能源危機，充分利用燃煤廢氣和含碳氫化合物作為清潔能源(如燃料電池)的原料氣具有重要的現實意義，因此適用溫度較低、脫除精度高和氣源濃度范圍寬的水解催化劑更為適用。

發明內容

為克服現有催化劑存在的上述不足，本發明提供一種低溫下水解催化羰基硫的活性炭基催化劑及制備方法。

本發明通過下列技術方案實現：一種低溫下水解催化羰基硫的活性炭基催化劑，其特征在于它以活性炭為載體，經過下列方法制得：

A、將活性炭用水洗2～3次后，放在100～140℃溫度條件下干燥2～4小時；