[发明专利]中低温下催化转化吸收羰基硫的铁基脱硫剂及其制备

说明书

技术领域

本发明涉及气体中羰基硫催化转化-吸收脱硫剂及其制备方法，具体涉及对羰基硫加氢转化和吸收的脱硫剂及其制备方法。

技术背景

随着工业技术的发展，以重油、天然气和煤为原料生产甲醇、二甲醚、油品和其它化工产品的市场非常活跃。除了常规因素的影响外，合成过程中催化剂寿命的长短是影响成本的关键因素，而引起催化剂中毒的物质主要是含硫气体，其中主要以硫化氢和羰基硫为主。近年来，由于煤、油和电等价格上扬，一些化肥厂、联醇厂纷纷采用低价劣质煤和高硫煤造气，致使原料气中硫含量偏高。这部分硫如果脱除不干净，将直接导致铜洗工序中铜液起泡，铜耗急剧增加，塔板堵塞，合成催化剂寿命大减等一系列严重后果，从而使工厂开停车频繁，严重影响经济效益。我国联醇生产基本上集中在以煤、焦为气化原料的中小型氨厂，一般采用湿法脱硫工艺，半水煤气在变换前只能脱去硫化氢，羰基硫不易脱除。若未经净化的煤气进入联醇工序，会导致铜基甲醇合成催化剂迅速中毒，影响生产的正常进行。一般在合成气含硫小于0.1×10^-6的工厂，每立方米铜基催化剂可生产6000～8000吨甲醇，而合成气含硫大于1×10^-6的联醇厂，仅能生产800～1200吨甲醇。

近年来，由于石油价格上涨和中国对石油进口依赖度增加，导致中国现代煤化工产业迅速扩张，煤炭气化发电和生产化工产品的多联产模式，特别是与醇醚燃料联产已成为共识，故制备高效的羰基硫脱硫剂正是顺应了这一需求。

羰基硫呈中性或弱酸性，化学性能比较稳定，难以用常规的脱硫方法脱除干净，工业上脱除羰基硫的方法有干法和湿法两种。由于化学平衡等因素的限制，湿法脱除难以达到精脱硫程度，故目前主要采用干法脱除羰基硫，将羰基硫氢解或水解转化为硫化氢并加以脱除。干法脱硫主要有水解和氢解两种方法。COS水解催化剂在国内或国外又可以分为两种，一种为转化吸收型，它不仅对COS等有机硫有转化能力，且对转化生成的硫化氢有吸收能力，能单独用于微量硫的脱除，但是当进口硫含量过高时容易达到饱和；另一种为单纯转化型，对COS只具有转化功能，因此必须与氧化锌、活性炭等脱硫剂串联使用。

相比较而言，氢解对有机硫有很高的转化率，对有氢源的气体还可以直接利用其中的氢气进行脱硫反应，不需外加其它原料。

传统加氢方法主要采用高温钴钼、铁钼或镍钼等催化加氢串联氧化锌吸附的方法，虽可基本脱除有机硫化物和无机硫化物，但工艺路线复杂、操作条件苛刻、投资费用大，因此该方法在我国难以推广，目前国内只有少数大型厂家选择使用。此外，现有加氢脱硫工艺的脱硫精度仅适宜于原合成氨系统的要求，最多可脱除至总硫体积分数＜0.5×10^-6～1.0×10^-6，难于满足现代高效甲醇合成催化剂对原料中杂质含量的要求。后者需进行深度加氢脱硫，要将原料气中硫化物脱除至总硫体积分数＜0.1×10^-6。