[发明专利]催化氧化脱除羰基硫、硫醇及硫化氢的脱硫剂及制备和应用

说明书

技术领域

本发明涉及工业气体的脱硫技术，特别提供了一种可以广泛适用于天然气、石油伴生气、炼厂气、煤制气及其他工业气体中同时催化氧化脱除羰基硫、硫醇及硫化氢的高硫容脱硫剂及其制备方法。

背景技术

硫化物广泛存在于天然气、石油伴生气、炼厂气、煤制气等工业气源中，不仅会造成环境污染、腐蚀金属管道及设备，还会导致下游催化剂因中毒而缩短寿命，甚至使有些催化反应无法进行。因此，工业气源中硫化物的脱除，不仅有助于延长催化剂寿命、保护金属管道及设备、提高产品质量，也可降低工业生产的操作成本、增加经济效益。

工业气源中的硫化物主要为H₂S及部分有机硫，如COS、CS₂、硫醇、硫醚等。以往的研究工作及实际应用的技术大多是针对某种硫化物的单独脱除，如中国专利(专利号ZL98113750.4)采用Na的碱性化合物及传质促进剂浸渍活性炭制备的干法脱硫剂，主要用于脱除H₂S；中国专利ZL00122946.X采用Al₂O₃、TiO₂、ZrO₂等及碱土金属氧化物为催化组分，配合Na₂CO₃、NaOH、K₂CO₃、KOH等促进剂改性活性炭制备的一步法羰基硫脱硫剂，主要用于脱除COS，同时能脱除H₂S；中国专利申请(申请号200610046260.8)利用Al₂O₃、CaO、MgO、CaSO₄、NaAlO₂、MgSO₄等金属氧化物及金属盐，配合Na₂CO₃、NaHCO₃、NaNO₃等调变剂、磷酸盐、磺酸盐、含氧有机物等促进剂，浸渍活性炭制备了一种催化氧化脱除硫醇、硫醚及硫化氢的高硫容脱硫剂，该脱硫剂主要用于脱除硫醇、硫醚，同时能够脱除H₂S。但是能够同时脱除H₂S、COS及硫醇的脱硫剂很少有报道，以往报道的同时脱除多种硫化物的脱硫剂往往是采用Fe、Cu、Zn等金属氧化物，采用吸附反应的方法脱除硫化物，但该种方法对H₂S比较有效，对COS、硫醇等由于反应能力较弱，往往效果不佳或者需要另加处理设备以保证净化效果。如美国专利US.4983367，采用Cu、Zn及Al三种金属的氧化物的混合物作为脱硫剂，脱除H₂S、COS及硫醇，但在该专利给出的实施例中，只是分别考察了所得脱硫剂对单一硫化物的脱除性能，且三种硫化物的脱除条件是不同的，没有给出同时脱除这三种硫化物的性能或者实例。美国专利US.7063732，将CuO、Cr₂O₃等金属氧化物担载于活性炭上，用于脱除H₂S和硫醇，以沸石作为吸附剂吸附COS，两者联用以达到脱除燃料气中的H₂S、COS及硫醇等有害杂质。中国专利ZL00116020.6，将水合氧化铁与Cu、Zn、Ag、Hg等金属的水合氧化物及碱土金属Ca、Mg的氧化物混合在一起，成型、干燥制得脱硫剂，用于脱除工业气体中的H₂S、COS及硫醇，但该专利在给出的实施例中，硫容数据均以H₂S的脱除情况来计算，未曾说明COS与硫醇的脱除情况，且该专利也未给出同时脱除三种硫化物的实施例。这些专利由于均为反应型脱硫剂，硫容与催化剂中的有效金属氧化物含量直接相关，如果要保证较高的硫容，就必须加大CuO、ZnO等金属氧化物的含量，成本就会相应提高；同时这些专利中均为提出在一种催化剂上同时脱除H₂S、COS及硫醇三种硫化物的实施例。因此，本发明旨在通过新途径制备同时脱除羰基硫、硫醇及硫化氢的高硫容脱硫剂，以求在提高脱硫剂硫容的同时简化脱硫过程、降低脱硫成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种催化氧化脱除羰基硫、硫醇及硫化氢的高硫容脱硫剂及其制备方法，其具有较好的气源适应性，能够同时催化氧化脱除气体中的羰基硫、硫醇及硫化氢；流程简单，常温操作，具有较高的硫容；并且脱硫剂制备方法比较简便。

本发明的技术方案是：