[发明专利]羰基硫水解催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种羰基硫水解催化剂，包括如下重量份组分：氯化金0.001‑10份、硝酸银0.001‑10份、碱金属化合物0.1‑25份、碱土金属化合物0.1‑25份、催化剂65‑99份和去离子水0.01‑100份。本发明属于脱除有机硫的催化剂技术领域，具体是羰基硫水解催化剂及其制备方法，采用双功能活性组分达到以上目的。该催化剂适用于从低温(20℃)至中温(400℃)的宽广温度范围，并且对原料中的硫含量没有特别限制，该催化剂可以在原料气中氧含量高达5％的范围内保持长时间催化活性，具有较好的抗硫酸盐化和抗硫沉积功能。

技术领域

本发明属于脱除有机硫的催化剂技术领域，具体是指羰基硫水解催化剂及其制备方法。

背景技术

羰基硫(COS)广泛存在于以煤、焦炭、重油为原料的合成气中，同时也存在于焦化行业的焦炉气以及钢铁工业的高炉气中。它的存在对生产过程中的下游催化剂等造成了毒害，影响了下游催化剂的使用性能。另外，在焦炉气和高炉气用作燃烧气时，它还造成设备腐蚀以及环境污染等问题。COS水解是最具实用价值的脱除有机硫的方法，它是在羰基硫水解催化剂的作用下通过以下反应：COS+小时₂O→小时₂S+CO₂，将COS转化成较易脱除的无机硫化物小时₂S，通过其它方法将小时₂S脱除达到净化工艺气体和排放气的目的。以上气体(合成气、焦炉气、高炉气)中除去含有羰基硫以外，还含有较多的O₂，用常规的羰基硫水解催化剂往往由于催化剂的硫酸盐化和催化剂表面的硫沉积而造成催化剂寿命明显缩短。开发一种耐氧性能好的羰基硫水解催化剂很有必要。

美国专利USP4444987、USP4455446和中国专利CN102343271A公开了一种活性氧化铝上负载硫化铂的催化剂，这种催化剂的缺点是催化剂的成本高，适用的原料气中COS含量低，并且需定期再生。

中国专利CN108745338A公开了一种镁铝尖晶石中温羰基硫水解催化剂，其缺点是催化剂制备工艺复杂、反应温度高(300℃以上)能耗大；中国专利CN106824149B以聚苯乙烯微球为大孔模板剂、以P123为介孔模板剂，用可溶性钛盐和可溶性硅作为原料合成具有大比表面积的有序孔结构的二氧化钛基COS水解催化剂，可以改善催化剂的抗硫酸盐化能力。该方法的缺点是不能避免催化剂表面的硫沉积。

中国专利CN1151882C公开了一种羰基硫水解的稀土硫化物催化剂；中国专利CN100503037C公开了一种稀土氢氧化物和KO小时构成的催化剂；中国专利CN102463033B公开了一种含有1-5％碱金属碳酸盐，15-25％稀土氧化物，70-82％氧化铝的催化剂。以上三种催化剂的共同特点是催化剂只有在硫化态下才有活性，因此，对原料气中的硫含量有一定的要求，硫含量的波动极易造成催化剂的失活。中国专利CN108479827A公开了一种中温羰基硫水解和脱氧双功能耦合催化剂：以氧化铝为载体，碳酸钾和钼酸铵分别为水解活性组分和脱氧活性组分。其缺点是反应温度在200-300℃，并且对原料气中的硫含量有一定的要求。中国专利CN100493699C公开了一种中温羰基硫水解催化剂K₂O-V₂O₅-三氧化二铝，具有较好的抗氧性能，但其缺点是反应温度较高(200-400℃)。

开发一种适用于原料气中硫含量变化范围大，温区宽的耐氧型羰基硫水解催化剂是解决以上问题的关键。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供羰基硫水解催化剂及其制备方法，采用双功能活性组分达到以上目的。采用贵金属组分达到在低温下通过氧化还原反应脱除原料气中的氧，以排除催化剂的硫酸盐化和硫沉积；采用碱金属和碱土金属化合物催化羰基硫的水解；适用于原料气中硫含量变化范围大，使用温区宽的耐氧型羰基硫水解催化剂。该催化剂适用于从低温(20℃)至中温(400℃)的宽广温度范围，并且对原料中的硫含量没有特别限制，该催化剂可以在原料气中氧含量高达5％的范围内保持长时间催化活性，具有较好的抗硫酸盐化和抗硫沉积功能。