[發(fā)明專利]用于硫化羰和氰化氫的水解的催化劑和二氧化鈦系組合物的用途

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380005311.0
• 申請(qǐng)日: 2013-02-14
• 公開（公告）號(hào): CN104039440A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 米村將直;安武聰信;藤井秀治;東野耕次;洲崎誠;吉田香織
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三菱重工業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): B01J23/02
• 分類號(hào): B01J23/02;B01J23/46;B01J23/755;B01J23/88;B01J27/232;B01J27/24;B01J27/25;C10K1/34
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 王旭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于硫化羰和氰化氫的水解的催化劑和二氧化鈦系組合物的一種用途。

背景技術(shù)

作為針對(duì)近來的能量問題的最后手段，煤的有效利用已經(jīng)吸引了注意。為了將煤轉(zhuǎn)化成高附加值的能量介質(zhì)，使用了先進(jìn)的技術(shù)，如用于將煤氣化的技術(shù)和用于將氣化的氣體純化的技術(shù)。

氣化的煤氣含有導(dǎo)致空氣污染的硫化羰(COS)和氰化氫(HCN)。因此，在氣體純化步驟中除去這些化合物是重要的。

可以例如如圖1中所示，構(gòu)造氣化的煤氣的純化過程。具體地，將通過在氣化爐4中將煤氣化而獲得的并且在除塵裝置5中進(jìn)行了除塵處理的氣體引入COS轉(zhuǎn)化裝置6中，以將該氣體中的COS轉(zhuǎn)化成二氧化碳(CO₂)和硫化氫(H₂S)，其隨后在H₂S/CO₂回收裝置7中被回收。這樣純化過的氣體隨后用于化學(xué)品合成8、發(fā)電9等。

此外，也提議了一些系統(tǒng)，在這些系統(tǒng)中，通過將煤氣化和純化所獲得的純化的氣體被用于化學(xué)品如甲醇和氨的合成，或者直接用于發(fā)電。發(fā)電系統(tǒng)包括整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)系統(tǒng)(例如，專利文獻(xiàn)1)。具體地，在此系統(tǒng)中，在高溫和高壓氣化爐中將煤轉(zhuǎn)化成可燃?xì)怏w，并且通過使用所述氣化的氣體作為燃料的燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)的聯(lián)合來發(fā)電。

COS轉(zhuǎn)化基于由下式(1)表示的水解反應(yīng)，且用于所述水解的催化劑的一個(gè)實(shí)例是通過在二氧化鈦上負(fù)載金屬碳酸鹽而獲得的催化劑(專利文獻(xiàn)2)。

[反應(yīng)式1]

COS+H₂O→CO₂+H₂S??(1)

同時(shí)，通過下式(2)的水解反應(yīng)或式(3)的反應(yīng)，HCN可以被轉(zhuǎn)化成氨(NH₃)，并且可以回收所述氨。用于HCN的水解的催化劑的一個(gè)實(shí)例是二氧化鈦系組合物，該組合物含有二氧化鈦、堿土金屬硫酸鹽和摻雜化合物的組合(專利文獻(xiàn)3)。

[反應(yīng)式2]

HCN+H₂O→NH₃+CO??(2)

HCN+3H₂→NH₃+CH₄??(3)

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利申請(qǐng)公布號(hào)2004-331701

專利文獻(xiàn)2：日本專利號(hào)3746609

專利文獻(xiàn)3：日本專利號(hào)4556159

發(fā)明概述

技術(shù)問題

煤的氣化和純化需要許多步驟(圖1)。因此，以較短的時(shí)間進(jìn)行每個(gè)步驟導(dǎo)致生產(chǎn)周期的縮短和成本的降低。

出于這一原因，可以說，例如，提供具有比到目前為止在COS和HCN的轉(zhuǎn)化步驟中所用的水解催化劑更好的分解性能的催化劑是新的課題。

解決問題的技術(shù)方案

本發(fā)明的發(fā)明人關(guān)注了COS和HCN的轉(zhuǎn)化步驟，并且重新研究了COS和HCN的水解反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理和反應(yīng)催化劑。

作為結(jié)果，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)以高度分散的方式在具有出色耐腐蝕性的二氧化鈦系載體上負(fù)載含有預(yù)定金屬作為主組分的活性組分時(shí)，可以同時(shí)以高分解百分率除去COS和HCN。這一發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致了完成了本發(fā)明。

具體地，根據(jù)本發(fā)明的第一方面是一種用于硫化羰和氰化氫的水解的催化劑，所述催化劑至少包含：活性組分，所述活性組分含有至少一種選自由鋇、鎳、釕、鈷和鉬組成的組中的金屬作為主組分；和負(fù)載所述活性組分的二氧化鈦系載體。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面是二氧化鈦系組合物作為用于水解硫化羰和氰化氫的催化劑的一種用途，其中所述組合物至少包含：活性組分，所述活性組分含有至少一種選自由鋇、鎳、釕、鈷和鉬組成的組中的金屬作為主組分；和負(fù)載所述活性組分的二氧化鈦系載體。

發(fā)明的有益效果

本發(fā)明的用于硫化羰和氰化氫的水解的催化劑和二氧化鈦系組合物的用途使得可以同時(shí)以高分解百分率除去COS和HCN。

附圖簡述

[圖1]圖1是整個(gè)煤氣化和純化工藝的示意圖。

實(shí)施方案描述

在下文中，詳細(xì)描述本發(fā)明的用于硫化羰和氰化氫的水解的催化劑和二氧化鈦系組合物的用途。