[发明专利]一种耐高氧的中温水解催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐高氧的中温水解催化剂及其制备方法。该催化剂以TiO₂‑SiO₂‑MnO₂复合氧化物为载体，以Li‑W‑Cs为活性组分，以Cu为助剂。在一定温度、压力条件下，将钛源、硅源、锰源、模板剂等在高压合成釜内反应制备出载体，然后加入活性组分进行离子交换，过滤焙烧后得到催化剂。催化剂具有水解转化率高、寿命长的特点，可用于水煤气，半水煤气、焦炉气、高炉气等各种含氧工业原料的COS的水解脱除。

技术领域

本发明涉及用于水煤气、半水煤气、焦炉气、高炉气等各种含氧工业原料的一种耐高氧的中温水解催化剂，属于煤化工领域。

背景技术

目前，各种化工原料气中COS、CS₂含量很高，必须对其进行脱除才能进行后续的加工利用。市场上广泛使用的脱除方法是使COS、CS₂发生水解反应转化为H₂S，然后通过湿法脱硫或固体脱硫剂如ZnO、Fe₂O₃、活性炭等对其进行吸附脱除。在COS和CS₂发生水解反应时需要用到水解催化剂，普通的水解催化剂以氧化铝为载体，以碱性金属化合物为其活性组分，在高氧（氧含量大于0.1%）、中温（100-300℃）条件下使用时，容易发生硫酸盐化，即水解产生的H₂S与氧反应生产硫酸或亚硫酸，硫酸或亚硫酸与水解催化剂的碱性金属化合物发生中和反应破坏催化剂的碱性中心，致使催化剂中毒失活，同时生成的硫酸或亚硫酸与载体氧化铝发生反应，破坏催化剂的载体结构，造成催化剂活性组分流失、强度显著下降，系统阻力增加。工业应用表明在高氧情况下，正常使用寿命约24个月的普通的水解催化剂只能使用1个月，寿命大大缩减。因此，开发一种耐高氧的中温水解催化剂很有意义。

CN104667926A提供了一种低温羰基硫水解催化剂，以改性γ-FeOOH 为活性组分，改性γ-FeOOH 催化剂采用如下方法制备：亚铁盐与改性剂混合均匀形成溶液，搅拌条件下向溶液中滴加沉淀剂，调节 pH 至 6.5-8，经陈化、 离心水洗，加入成型剂、 粘结剂混捏，成型烘干后得产品。控制所述改性 γ-FeOOH 中所述改性剂与铁盐的摩尔比为0.005-0.1，最佳优选摩尔比为 0.01-0.05。该发明羰基硫水解催化剂在30-80℃的低温条件下，在原料气中 CO₂的浓度,高的情况下，可以实现高效脱除COS，且精度高。该发明并未提及如何避免硫酸盐化引起催化剂使用的问题及催化剂的使用寿命。

CN1189394A公开的一种有机硫水解催化剂，是以四水合钼酸铵、碳酸钾及γ-Al2O3制备而成的，该催化剂用来改善常低温条件下COS水解活性。中国专利CN101050389A公开了一种煤制燃气中COS的净化方法，该催化剂是以活性氧化铝载体负载双过渡金属钴-钼，或铁-钼，或镍-钼及碱性金属氧化物的水解转化催化剂。

上述发明均不能解决在高氧、中温条件下的COS的水解问题。

发明内容

为解决现有技术中高氧、中温条件下的COS水解问题，本发明提供一种耐高氧的水解催化剂，以TiO₂-SiO₂-MnO₂复合氧化为载体，以Li-W-Cs为活性组分，以Cu为助剂，可广泛用于水煤气、半水煤气、焦炉气等含氧原料气的COS水解。

本发明通过以下技术方案实现：