[发明专利]一种焦炉煤气有机硫水解催化剂及其制备方法

说明书

一种焦炉煤气有机硫水解催化剂及其制备方法，包括以下重量份组分：活性组分硝酸盐0.001‑10份、碱金属化合物0.1‑20份，碱土金属化合物0.1‑20份，具有MFI结构催化剂载体Silicalite‑1 70‑99份和去离子水0.01‑100份。本方案有机硫水解催化剂及其制备方法，采用具有MFI结构催化剂载体Silicalite‑1做催化剂载体，碱金属、碱土金属和其他活性金属组分协同作用，适用于原料气中含有饱和水蒸气，疏水多孔的具有MFI结构催化剂载体Silicalite‑1使有机硫吸附在载体上负载的碱性活性位上，进一步催化水解，提高有机硫转化速度和转化率。

技术领域

本发明属于有机硫水解催化剂技术领域，特别涉及一种焦炉煤气有机硫水解催化剂及其制备方法。

背景技术

催化水解法相比较于氧化法、氢解法拥有很多优点，同时也避免的吸附法脱除COS时精度与硫容不能同时满足的问题，具有很好的前景。现有技术用纯的γ-Al2O3作催化剂,COS水解转化率可达到51.2％。还有现有技术是一种不加任何助剂的活性氧化铝催化剂，但此类催化剂的抗硫酸盐能力较差，容易失活，催化剂更换次数频繁，增加脱硫工艺成本。现有技术介绍以TiO₂作为载体的催化剂，虽然抗硫酸盐能力增强，但难以制得高比表面积的催化剂。现有技术以氧化铝为载体，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℃，并对原料气中的硫含量有一定的要求。现有技术以活性炭做载体脱除转化气中过量羰基硫等，操作条件无需加温加压，但是硫容太小，生成的H2S被活性炭吸附导致COS的吸附和水解反应受到阻碍。

焦炉煤气，因荒煤气中含有饱和水蒸气，传统催化剂优先吸附水分子，导致有机硫不能被吸附到活性位，无法活化进一步水解，而生成物硫化氢极性也优于有机硫被优先吸附，导致水解反应无法彻底进行，转化率不能提高。针对以上种种问题，开发一种高比表面、疏水性耐硫酸的有机硫水解催化剂具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种焦炉煤气有机硫水解催化剂及其制备方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种焦炉煤气有机硫水解催化剂，包括以下重量份组分：活性组分硝酸盐0.001-10份、碱金属化合物0.1-20份，碱土金属化合物0.1-20份，具有MFI结构催化剂载体Silicalite-1 70-99份和去离子水0.01-100份。

进一步的，活性组分硝酸盐为选自ⅢA、ⅠB、ⅡB、ⅣB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ元素或稀土元素中的至少一种；具有MFI结构催化剂载体Silicalite-1为高比表面、多孔相通的疏水多孔结构。

进一步的，碱金属化合物包括碱金属的氧化物、氢氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐；碱金属的氧化物包括氧化钠、氧化钾、氧化铯或氧化锂；氢氧化物包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯或氢氧化锂；碳酸盐包括碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯或碳酸锂；碳酸氢盐包括碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢铯或碳酸氢锂。

进一步的，碱土金属化合物包括碱土金属的氢氧化物或氧化物，氢氧化物包括氢氧化镁、氢氧化钙或氢氧化钡；氧化物包括氧化镁、氧化钙或氧化钡。

进一步的，一种焦炉煤气有机硫水解催化剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：将具有MFI结构催化剂载体silicalite-1先后用蒸馏水清洗3-4遍至滤液呈中性，抽滤后于鼓风干燥箱中烘干；

步骤2：烘干后的具有MFI结构催化剂载体silicalite-1在碱金属化合物水溶液中煮沸0.5～5h，再用蒸馏水洗至滤液呈中性，抽滤后鼓风干燥箱中烘干备用；

步骤3：采用溶胶凝胶法制备活性组分，配制不同浓度活性金属硝酸盐水溶液，并加入适量N₂CO₃溶液进行混合，将分子筛载体恰好完全浸入水溶胶中，超声浸渍后于烘箱中干燥，然后马弗炉中以空气为载气下焙烧；