[發明專利]一種用于處理含硫尾氣的低溫氧化催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201410093974.9
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN103908965A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 諶天兵;周明宇;韓淑怡;劉家洪;湯曉勇;陳運強;杜毅;冼祥發;于建林;黃文峰;李建;李文豐;閔剛;黃俊;趙華萊
• 申請（專利權）人: 中國石油集團工程設計有限責任公司
• 主分類號: B01J23/66
• 分類號: B01J23/66;B01D53/86;B01D53/52;B01D53/48;B01D53/62
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 詹永斌

技術領域

本發明涉及一種用于處理含硫尾氣（不含SO₂組分）的低溫氧化催化劑及其制備方法。

背景技術

處理含硫尾氣的方法有熱焚燒法和催化焚燒法兩種。熱焚燒法是目前普遍應用的方法，采用熱焚燒法不僅消耗大量的燃料氣，而且要實現所有還原性含硫化合物（H₂S，COS和CS₂）的氧化達到要求的殘留量級別（10ppmv），所需的焚燒爐操作溫度為>700℃；要實現CO和H₂的氧化達到殘量級別（≤100ppmv），所需的焚燒爐操作溫度為≥800℃。此外，尾氣焚燒爐溫度高于600℃時會帶來額外的問題，比如焚燒爐溫度＞700℃時，形成NO_x的可能性趨于增加，焚燒爐溫度＞800℃時，SO₃的生成速率會大大提高。

催化焚燒法是目前研究較多的一種方法，利用催化劑使尾氣發生氧化的溫度降低，達到降低反應溫度、降低焚燒設備選材及制造難度、節約能源的目的。國外有報道用于含硫尾氣催化氧化的催化劑并得到工業化應用，商品化的催化劑主要有英荷殼牌公司的CRITERION-099、S-099及S-599催化劑、法國羅納普朗克公司的CT-739、CT-749催化劑、恩格哈德公司的CI-739催化劑、法國石油研究院的RS-103、RS-105催化劑等。這類催化劑的載體一般為多孔非堿性耐高溫氧化物，如SiO₂、活性Al₂O₃、TiO₂等，活性組分一般為V、Bi、Mo、Sb、Sn、Cr、Fe、Cu、Ca等金屬的氧化物。上述商用催化劑中，Shell公司開發的CRITERION099為最新一代硫回收尾氣催化焚燒催化劑，該催化劑可同時氧化尾氣中的H₂S、COS及CS₂，但是不能氧化尾氣中的CO、烴類及H₂等組分。

國內也有報道含硫廢氣催化焚燒催化劑的研究制備方法，李玉書等選擇活性炭為催化劑用于處理克勞斯尾氣，在溫度200～400℃下，將H₂S100%催化氧化為SO₂，但是該催化劑對尾氣中其它有害組分的氧化性能未見報道；殷樹青等研發了一種用于處理氣體中H₂S的焚燒催化劑，該催化劑載體為氧化硅，活性組分為V和Fe的氧化物，操作溫度250～350℃，但是該催化劑只選擇氧化H₂S，但是不能氧化H₂、CO、NH₃及輕烴。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺點，本發明提供了一種用于處理含硫尾氣的低溫氧化催化劑及其制備方法。

本發明所要解決的技術問題是：提供一種用于處理含硫尾氣的低溫氧化催化劑，該催化劑滿足商業化應用的條件，可在200-300℃下實現催化含硫尾氣的氧化，不僅能實現所有含硫組分（H₂S,COS,CS₂和元素S）100%的氧化，而且能夠實現H₂和CO的氧化，轉化率高達99.8%以上。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種用于處理含硫尾氣的低溫氧化催化劑，由載體、穩定劑和活性組分組成，其中：

（1）載體為TiO₂粉末；

（2）穩定劑為鑭系元素La，Eu，Er形成的氧化物，優選La₂O₃作為穩定劑，La₂O₃的原料組成為La（NO₃）₃或La（Ac）₃；

（3）活性組分采用貴金屬Au，活性組分的原料組成優選為HAuClO₄.3H₂O。

該系列催化劑中貴金屬Au的含量優選為0.01-3%(wt)，進一步優選為0.3-1%(wt)，鑭的含量優選為1-10%(wt)，其余為TiO₂，合成的催化劑為粒狀結構。

本發明提供的上述低溫氧化催化劑，通過將一定比例的鑭負載在TiO₂粉末上，經焙燒后再調節金的比例（如浸漬法），制得。