[發(fā)明專利]一種制備二硫化鐵的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610222076.8
• 申請(qǐng)日: 2016-04-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105712410B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高群仰;劉振義;劉營(yíng);張君;劉玉軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京三聚環(huán)保新材料股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C01G49/12
• 分類(lèi)號(hào): C01G49/12;B01J27/043
• 代理公司: 北京三聚陽(yáng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11250
• 代理人: 李靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及催化劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可用作加氫催化劑的二硫化鐵的制備方法。

背景技術(shù)

我國(guó)是一個(gè)煤炭資源大國(guó)，近年來(lái)我國(guó)的煤化工工業(yè)得到了迅猛發(fā)展，特別是在煤制甲醇、煤制油、煤焦油加氫精制、瀝青加氫制液態(tài)烴、焦?fàn)t煤氣制甲醇和LNG等領(lǐng)域已成績(jī)斐然。在上述煤化工工業(yè)中常用的加氫催化劑多為鐵系、鈷系和鉬系催化劑，其中鈷系和鉬系催化劑的加氫活性較高，但價(jià)格昂貴，限制了它們的廣泛應(yīng)用，而鐵系催化劑價(jià)廉易得，是當(dāng)前研究較多的一類(lèi)加氫催化劑。在現(xiàn)有技術(shù)中，鐵系加氫催化劑的活性成分通常為氧化鐵，其在使用前需要經(jīng)硫化處理，以使氧化鐵轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的硫化物才能發(fā)揮加氫功能，然而上述硫化處理的操作較為繁瑣，因此就迫切需要開(kāi)發(fā)一種使用前無(wú)需硫化處理、且加氫活性好的鐵系加氫催化劑。

作為一種常見(jiàn)的鐵硫化物，二硫化鐵是重要的化工原料，其在橡膠、造紙、紡織、食品、火柴、電池等工業(yè)中均受到了廣泛重視，此外也有文獻(xiàn)報(bào)道二硫化鐵還具有一定的催化加氫活性，例如中國(guó)科技文獻(xiàn)《氫氣、硫、二硫化鐵和溶劑對(duì)二苯甲烷氫化裂解的作用》(宗志敏等，《中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》1994年02期)公開(kāi)了在十氫化萘溶劑中、氫氣和二硫化鐵存在的情況下，二苯甲烷比較容易發(fā)生氫化裂解，其原理在于二硫化鐵能夠促進(jìn)氫原子的生成，而氫原子對(duì)二苯甲烷的本位加成導(dǎo)致了二苯甲烷中C_芳－C_烷鍵的斷裂，也就是說(shuō)，二硫化鐵可作為加氫催化劑用于催化加氫反應(yīng)。并且，與其它鐵硫化物不同的是，二硫化鐵在室溫下為非活性物質(zhì)，其在自然界中主要以硫鐵礦的形式穩(wěn)定存在，鑒于此，開(kāi)發(fā)以二硫化鐵為活性成分的鐵系加氫催化劑是目前加氫催化劑領(lǐng)域的一個(gè)新興研究方向。

然而，由于我國(guó)硫鐵礦的平均品位為15～18％，較低的純度較致使國(guó)內(nèi)對(duì)于硫鐵礦的開(kāi)發(fā)應(yīng)用集中在生產(chǎn)硫磺、硫酸及硫酸鹽等化工原料方面，卻鮮有用于提純二硫化鐵的報(bào)道。而對(duì)于二硫化鐵的合成工藝，中國(guó)科技文獻(xiàn)《黃鐵礦材料合成條件的熱力學(xué)分析》(黃思玉等，廣西師范大學(xué)學(xué)報(bào)，第28卷第1期第43-46頁(yè))公開(kāi)了利用鐵或氧化鐵制備黃鐵礦的方法：一種是使用流動(dòng)的高純惰性氣體攜帶氣態(tài)硫磺與加熱的鐵或氧化鐵發(fā)生硫化反應(yīng)制備二硫化鐵；另一種是把固體硫磺與鐵或氧化鐵一起密封于石英容器中加熱至573～773K進(jìn)行反應(yīng)以制備二硫化鐵。上述現(xiàn)有技術(shù)都是以純凈的鐵或氧化鐵為合成原料，導(dǎo)致二硫化鐵的生產(chǎn)成本較高，阻礙其大規(guī)模應(yīng)用。因此，如何對(duì)現(xiàn)有的二硫化鐵制備工藝進(jìn)行改進(jìn)以克服上述不足，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言依舊是一個(gè)亟待解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種新穎的制備二硫化鐵的方法。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于克服現(xiàn)有的二硫化鐵制備工藝所存在的成本高的缺陷，進(jìn)而提供一種低成本的制備二硫化鐵的方法。

為此，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案為：

一種制備二硫化鐵的方法，包括如下步驟：

在氧化劑存在的條件下，磁性氧化鐵Fe_21.333O₃₂與含H₂S的氣體發(fā)生反應(yīng)，即制得二硫化鐵。

所述氧化劑為氧氣、過(guò)氧化氫、叔丁基過(guò)氧化氫、過(guò)碳酸鈉或過(guò)碳酸鉀中的一種或多種。

所述反應(yīng)的溫度為-5～450℃，優(yōu)選為125～350℃。

所述反應(yīng)的壓力為0.001～30MPa，優(yōu)選為0.1～9MPa。

所述氧化劑與磁性氧化鐵Fe_21.333O₃₂的摩爾比為(0.25～2)：1。

所述磁性氧化鐵Fe_21.333O₃₂中的鐵元素與所述含H₂S的氣體中的硫元素的摩爾比為1：(2～6)。

所述磁性氧化鐵Fe_21.333O₃₂為以磁性氧化鐵Fe_21.333O₃₂為活性成分的脫硫劑。

所述脫硫劑與所述含H₂S的氣體接觸并脫硫后得到的含二硫化鐵的物料，即為加氫催化劑。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)：