[发明专利]适用于天然气大型硫回收装置的有机硫水解催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是一种适用于天然气大型硫回收装置的有机硫水解催化剂及其制备方法。属于采用催化方法去除混合气体中硫化合物的方法。

背景技术

天然气在世界一次能源消费结构中的比例已达到25％左右，超过煤炭成为第二位，已成为一种重要的能源来源。目前，天然气净化工艺中，硫磺回收装置主要采用克劳斯工艺及少量Selextox等工艺，尾气处理装置主要采用SCOT、CBA和MCRC等工艺。随着天然气开采量的不断扩大，天然气净化装置，如硫磺回收装置的规模越来越大，硫磺回收装置大型化是今后的发展方向。因为，可以减少操作费用，提高企业的经济效益和环境保护效益。。

根据可持续发展战略和环境保护国策的要求，我国正在大力发展天然气工业，一些新的高硫大型气田相继被开发，这就对天然气净化工艺提出了新要求。目前，中石化中原油田分公司普光气田天然气净化厂是我国最大的气体净化厂，该厂拥有12套单套规模为200kt/a的硫磺回收装置，装置采用美国Black&Veatch公司的工艺包，配套使用的催化剂均为进口，进口催化剂价格昂贵，更换一次催化剂花费巨大。

由于天然气中有机硫含量较高，一般在克劳斯单元前单独设置有机硫水解反应单元。例如，中石化普光天然气净化厂就在硫回收装置前部设置有机硫水解单元，以便降低天然气中有机硫的含量。由于天然气中含有一定量的二氧化碳，二氧化碳的存在对有机硫的水解反应有一定抑制作用，这就要求在天然气硫回收装置使用的有机硫水解催化剂的催化活性相比其他装置要高，否则无法满足装置的要求。国内外，大型硫回收装置使用的有机硫水解催化剂一般为英国庄信万丰（Johnson Matthey）公司的PURASPEC-2312催化剂，该催化剂以氧化铝为主要成分，具有比表面积大、水解效果好的特点，但低温水解活性稍差。目前，开发具有良好低温有机硫水解活性的催化剂，满足大型天然气田硫回收装置的要求是该类催化剂的发展方向。

CN00119385.6介绍了一种羰基硫水解催化剂，其组成为γ-Al₂O₃83%～97%，K₂O 2%～15%，BaO 0.1%～2%。该催化剂是采用等体积溶液浸渍法进行制备，其用途是在温度80～150℃，常压，COS含量小于800mg/m³，空速6000～9000h^-1条件下进行脱硫。该专利发明的催化剂使用温度较高，一般在80℃以上，不能满足低温使用要求。

CN201010556207.9介绍了一种用于脱除化工生产原料气中羰基硫的催化剂，尤其是涉及一种组分为镁铝基水滑石、γ-Al₂O₃、TiO₂的COS水解催化剂及其制备方法。是将γ-Al₂O₃，TiO₂和镁铝基水滑石混合均匀，加水捏合，挤条成型，经干燥、焙烧，制得羰基硫水解催化剂产品。该专利发明的催化剂载体为钛铝复合载体，制备成本高。

目前适用于天然气大型硫回收装置的有机硫水解催化剂还尚未见有文献报导。

发明内容

本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种具有比表面大、孔容大、低温有机硫水解活性高的用于天然气大型硫回收装置的有机硫水解催化剂。用以解决采用大型硫回收装置来处理天然气中，遇到的有机硫含量较高的问题，满足天然气出厂的质量要求。

本发明的目的还在于提供一种制备成本较低的适用于天然气大型硫回收装置的有机硫水解催化剂的制备方法。

本发明的目的可以通过如下措施来达到：

本发明的适用于天然气大型硫回收装置的有机硫水解催化剂，包括催化剂载体和催化剂活性组分，其特征在于载体由Al₂O₃和氧化钙组成，活性组分是氧化钾，催化剂以重量份数计的化学物质组成如下：

Al₂O₃                78.0～97.9

CaO                  0.1～2.0

K₂O                  2.0～20.0

所述载体以氢氧化铝快脱粉为主体原料，添加氢氧化铝干胶和氧化钙作为改性助剂，加入适量粘结剂，采用滚球成型、熟化、干燥、焙烧，制成；载体中的Al₂O₃组分由氢氧化铝快脱粉和氢氧化铝干胶提供，二者重量份数比例为：