[发明专利]一种高效有机硫水解和脱氧多功能催化剂的制备方法和应用

说明书

一种高效有机硫水解和脱氧多功能催化剂的制备方法是配AlCl₃和ZrOCl₂的混合溶液，并加入聚乙二醇的乙醇溶液进行水解，微波焙烧得Al₂O₃‑ZrOCl₂粉末；Al₂O₃‑ZrOCl₂粉末加入钛酸四丁酯的乙醇溶液，再加入醋酸溶液反应，微波焙烧得Al₂O₃‑ZrO₂‑TiO₂粉末；制KOH、K₂CO₃和第一活性助剂可溶盐的混合溶液，并将Al₂O₃‑ZrO₂‑TiO₂粉末加入，超声浸渍，微波中焙烧得第一粉末；第一粉末加入第二助剂可溶性盐溶液，超声浸渍，微波焙烧得半成品催化剂粉末，将半成品催化剂粉末、粘结剂、造孔剂和水混合均匀后，在微波焙烧得有机硫水解和脱氧多功能催化剂，本发明具有转化率高，热稳性好，寿命长的优点。

技术领域

本发明属于有机硫水解转化催化剂，尤其涉及一种原料气中有机硫水解转化和脱氧催化剂的制备方法和应用。

技术背景

煤制合成气、焦炉煤气、天然气和炼成干气等气体中含有大量的有机硫化物，有机硫化物具有毒性，其随气体的排放不但会对环境和人体造成危害，而且当这些气体继续用于工业生产时，有机硫化物或导致后续合成催化剂的失活，导致工业产率的下降。故在上述气体的转化利用或排放过程中，必须将气体中的有机硫转化脱除，以满足后续合成或者排放的环保要求。原料气中的硫通常90％以上是H₂S，有机硫的含量一般小于10％，有机硫化物主要是以COS、CS₂和少量的噻吩及硫醇的形式存在。目前，已经成功的开发出了多种的精脱硫剂，该脱硫剂对H₂S具有较好的脱除效果，能够将其脱除至1ppm以下，但这些精脱硫剂对有机硫的脱除效果很差，进而影响总硫的脱除效率，难以达到工业过程对脱硫精度的要求，工业上需先将有机硫在转化催化剂的催化作用下转化为H₂S，然后再经精脱硫剂将无机硫脱除。

工业上有机硫转化的方法有催化加氢法和水解法。其中水解法是有机硫在催化剂的作用下有机硫与水蒸汽反应转化为H₂S，该方法具有反应温度低、不消耗氢源和副反应少的优点，且水解过程中所需的水蒸汽是大部分原料气所含有的，水解催化剂价格便宜，具有一定的经济优势。但现有的有机硫水解催化剂仍存在如下缺点：水解催化剂的虽然具有反应温度低的优点，且表现出较强低温COS水解活性，但在低温下催化剂对CS₂的水解转化性能较差，进而影响了有机硫总体的转化效率；提高温度可提高催化剂的水解性能，但其在高温条件下发生硫沉积，特别是在有氧气存在的条件下极易发生硫酸化情况，加剧了催化剂的毒化；大部分有机硫水解催化剂的使用温度较窄，且原料气中的CO₂对有机硫水解催化剂的性能影响较大。因此，开发一种CS₂低温水解活性高、高温抗中毒能力强、使用温度范围宽、二氧化碳含量影响小和适用于高氧气含量的原料气有机硫水解和脱氧双功能催化剂具有重要的工业化意义。

专利CN101733105A以二元类水滑石为前驱体制备了羰基硫水解催化剂，首先将镍、镁中的任意一种与铝或铁溶解于蒸馏水中配成溶液A，然后配制NaOH和Na₂CO₃沉淀液B，然后将A溶液滴加到B溶液中，然后通过过滤、干燥、焙烧和压片后制备出成品催化剂，该催化剂在50℃低温条件下表现出良好的COS水解性能，但是其稳定性较差，且不具备脱氧性能，催化剂易中毒。专利CN102125850A公开了一种羰基硫水解催化剂及其制备方法，该催化剂以碱和碳酸盐做沉淀剂，将锌盐、镍盐和铁盐的混合溶液沉淀，经过滤、干燥、焙烧和压片后得成品催化剂，该催化剂可使得COS水解转化率达到95％以上，但是其使用温度仅为50～100℃，但其不具有脱氧性，且抗硫酸化中毒能力较差。