[发明专利]中温羰基硫水解催化剂及其制备方法与用途

说明书

技术领域

本发明一种中温羰基硫水解催化剂及其制备方法与用途属于催化剂及其制备领域，具体地说涉及一种中温羰基硫水解催化剂及其制备方法，主要用于脱除原料气中有机硫。

背景技术

众所周知，有机硫特别是羰基硫(COS)广泛存在于以煤、天然气和石油等为原料的化工生产原料气中，它的存在会造成后续生产过程中催化剂中毒失活。特别是目前，随着劣质煤和焦炉气用于合成原料气的制备以及煤制气多联产和低温水蒸气变换等新技术或新工艺的研究、开发与使用，中温精细脱除气体中羰基硫的技术受到高度重视，而精细脱除羰基硫技术中最有效的方法是中温羰基硫催化水解。目前国内外有关羰基硫催化水解的专利技术不少，根据其使用温度大致可分为三类：常低温(室温～150℃)羰基硫水解催化专利技术、中低温(80～250℃)羰基硫水解催化专利技术和中温(200～400℃)羰基硫水解催化专利技术。常低温(室温～150℃)羰基硫水解催化技术专利申请时间早且比较多，如湖北省化学研究所的CN1069673A和CN1844326A、太原理工大学的CN1189394A和CN1680025A、中国科学院山西煤炭化学研究所的CN1102420C、中国石化齐鲁石油化工公司的CN1095309A和CN1056096C、长春东狮科贸实业有限公司的CN1704145A等。这些专利技术中催化剂基本上都是选用γ-Al₂O₃载体或γ-Al₂O₃-TiO₂复合载体，然后在选用的载体上负载活性组分碱金属化合物制备成的，催化剂的使用主要针对的都是常低温精脱硫工艺。虽然不同专利技术中催化剂使用温度不同，但基本上使用温度在室温至150℃范围内，并且催化剂主要是用于低浓度羰基硫催化水解。

中低温羰基硫水解催化专利技术，如南京化学工业(集团)公司催化剂厂的CN1134312A、华东理工大学的CN1403197A、湖北化学研究所的CN1323735A、同济大学的CN1593751A、阿克森斯公司的CN1564710A、潍坊联信化学有限公司的CN1602998A等。这些专利技术中催化剂主要也采用γ-Al₂O₃-TiO₂复合氧化物或稀土金属氧化物为载体，然后添加钴、钼金属氧化物制得，主要用于克劳斯硫回收过程中羰基硫的催化水解，使用温度主要在80～250℃范围内。

目前中温羰基硫水解技术已得到国外高度重视，如三菱重工业株式会社的CN1675337A，为了降低气化产生的气体中羰基硫，使用温度在200～400℃，国外的还有Fr2236555、UK1307875、US4500668、WO9943195等，在这些专利中，催化剂主要使用于克劳斯硫回收过程中，使用温度均在100℃以上，大多数在200℃以上。

常低温羰基硫水解催化技术的使用具有以下特点：适宜低浓度羰基硫气体水解、平衡转化率高、可避免硫酸盐化中毒，在气体精脱硫工艺中得到广泛应用。

中温羰基硫催化水解技术与常低温水解技术相比具有以下特点：①工艺流程匹配，例如具有高的变换效率的先进的低温煤气水蒸气变换工艺操作温度在200～400℃之间，那么脱除变换后气体中羰基硫需要采用中温羰基硫催化水解技术；气化煤气和热解煤气共制合成原料气的多联产应用中的合成醇醚催化剂使用温度在250～350℃之间，那么针对合成前原料气中羰基硫脱除也要求在中温催化水解为最佳。②能量匹配，从前面我们提到的工艺过程中可以看出，若采用常低温羰基硫催化水解技术，首先需要将含羰基硫的气体温度通过间接换热来降低，达到常低温羰基硫催化水解技术所需要的温度，然后脱硫后的气体再经过间接换热提高温度以达到后续合成的要求，由此羰基硫水解脱硫工艺存在两次能量交换，能量利用不合理，操作复杂，设备庞大。