[发明专利]一种钛基硫磺回收催化剂预处理方法

说明书

技术领域

本发明属于硫磺回收催化剂领域，具体地说是涉及一种钛基硫磺回收催化剂的预处理方法。

背景技术

钛基硫磺回收催化剂主要起两方面的作用：一是通过克劳斯反应促进硫化氢和二氧化硫反应生成元素硫，二是在克劳斯反应的同时促使有机硫水解生成硫化氢，生成的硫化氢再与二氧化硫进一步通过克劳斯反应生成元素硫。主要化学反应式见下：

2H₂S+SO₂＝2H₂O+3/xS_x……………………………(1)

COS+H₂O＝CO₂+H₂S………………………………(2)

CS₂+2H₂O＝CO₂+2H₂S………………………………(3)

COS+H₂O＝CO₂+H₂S………………………………(4)

自上世纪80年代起，钛基硫磺回收催化剂已成为硫磺回收催化剂中重要的一员，在克劳斯类硫磺回收装置的一级反应器中有较为广泛的应用。目前国外典型的钛基硫磺回收催化剂以CRS-31、S-701和S-7001为代表。

在没有尾气处理的克劳斯装置中，有机硫占尾气总硫的20％以上，在增设了尾气处理的装置中，有机硫占尾气总硫的50％以上。由此可见，有机硫水解性能的高低对克劳斯装置的总硫收率起决定性作用。

几十年来，人们在钛基硫磺回收催化剂的研究中，主要关注了粘结剂等因素对成型后产品的强度、活性等因素的影响，对催化剂本身的表面酸碱性、活性组分的存在形式等方面关注较少。钛基硫磺回收催化剂一般生产后直接使用而无预处理过程。

Yanxin Chen等人在文献：Adsorption and interaction of H₂S/SO₂ on TiO₂，Catalysis Today，1999，50：39-47中报道了用氢气处理(处理条件为500℃下处理0.5小时)后的钛基硫磺回收催化剂中的二氧化钛可以被部分还原而出现氧空位和Ti³⁺，并指出这种处理后的催化剂有利于SO₂和H₂S在催化剂表面的吸附性能。该预处理方法在500℃的高温下进行，可能会造成催化剂内的二氧化钛粒子烧结而降低催化剂的比表面积并影响催化剂的孔分布；另外，该温度下催化剂中的二氧化钛可能会由高活性的锐钛矿相转变为低活性的金红石相，影响最终的催化剂的使用性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钛基硫磺回收催化剂的预处理方法，经该方法预处理后的催化剂活性，尤其是有机硫水解活性有较为明显的提高。

本发明的原理是通过分段还原的方式，在较低的温度下使还原性气体与催化剂充分接触并对催化剂的表面进行还原，实现使用较低的温度而达到较好的预处理效果并尽可能的降低对催化剂的不利影响。

本发明的目的是通过如下的技术方案实现的：

本发明提供的钛基硫磺回收催化剂预处理方法，包括如下的步骤：

在管式炉或固定床反应器内，通入还原性气体，采用分段还原的方式对催化剂进行预处理，具体操作条件为：以首先5～15℃/min的升温速率升温到200℃并保持0.5～2小时，其次以5～15℃/min的升温速率升温到300℃并保持0.5～2小时，再次以5～15℃/min的升温速率升温到400℃并保持0.5～1小时，最后在该还原性气体或惰性气体的保护下降温到该催化剂的操作温度直接使用或降温到室温备用，预处理过程结束。

所述的还原性气体可以为纯氢和纯一氧化碳，可以是氢气和一氧化碳的混合气体，也可以是氢气与惰性气体、一氧化碳与惰性气体、氢气一氧化碳与惰性气体的混合气体。所述的惰性气体为氮气、氦气、氩气等；所述的还原性气体的空速为100～2000h^-1，优选1000～1500h^-1。