[发明专利]一种酞菁铁钴磺酸盐脱硫催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明公开一种酞菁铁钴磺酸盐脱硫催化剂及其制备方法，涉及 一种氧化脱硫催化剂，可广泛地用于半水煤气、天然气、合成氨原料 气、焦炉气等各种含硫气体地脱硫净化过程，属于精细化工材料制备 技术领域。

背景技术

湿式氧化法脱硫是在液相中将气体中的硫化氢等含硫化物去除 的方法，已广泛应用于天然气、合成氨原料气、焦炉气、煤气等各种 含硫气体地脱硫净化过程。目前，实用的湿式氧化脱硫方法有多种， 具有代表性的催化剂为酞菁钴类，包括酞菁钴的单独使用和酞菁钴与 其它成分的复配物。由于钴的价格的不断升高及对有机硫的脱除效果 尚不理想，因此，开发多金属复合的酞菁类催化剂具有重要的现实意 义。另外对于现有酞菁钴的合成工艺也需要改进。

中国专利CN1045414公开了一种合成方法，以均苯四甲酸酐、 工业尿素、氯化钴和钼酸铵为原料按一定的比例混合均匀，放在铁锅 中熔融发泡并成蓝色，再在250度的高温炉中干燥2小时，得到聚酞 菁钴。该工艺制备的催化剂用于脱硫过程，存在着溶解度小、脱硫效 率低的缺欠。

中国专利CN1403459A也公开了采用环丁枫为溶剂和四氯化钛为 催化剂来制备酞菁钴催化剂的工艺，但这种方法存在着反应用溶剂回 收利用的问题，另外其脱硫率需进一步提高。

发明内容

本发明提供了一种酞菁铁钴磺酸铵脱硫催化剂，它具有催化活性 高，即能脱有机硫又能脱高硫，脱硫效率高的特点，克服了现有合成 方法溶解度小、脱硫效率低的问题。

本发明还公开上述脱硫催化剂的制备方法，具有成本低、生产工 艺简单及适用于工业化生产等优点。

酞菁铁钴磺酸铵脱硫催化剂的结构式为

分子式为C₅₈H₄₄O₁₈S₆N₂₂FeCo

本发明的技术解决方案包括以下步骤(以下比例为重量份数比)： 将(500~1000)份邻苯二甲酸酐与(1500~3000)份发烟硫酸在 (0.5~1.5)份五氧化二钒催化剂作用下，200~240℃进行磺化反应， 反应时间3~10小时，然后用碱性物质中和除去未反应的硫酸，再将 磺化物用氨水进行中和，将所得的中和产物经浓缩过滤得到邻苯二甲 酸酐磺酸铵，将其与尿素、氯化钴、氯化铁按(510~1015)份：(470~950) 份：(27~54)份：(12~23)份的比例混合均匀，在(1.8~3.7)份的 钼酸盐催化剂和230-260℃下经固相合成反应，反应时间3~5小时， 得到目的产物酞菁铁钴磺酸铵，经干燥和粉碎后得到深蓝色的粉末。

上述催化剂的骨架中同时存在着钴和铁两种金属；铁盐和钴盐的 质量比为(4～6)：10。所用的钴盐为氯化钴；铁盐为氯化铁或硫酸铁 等

制备过程中使用的钼酸盐催化剂为钼酸铵，用量为反应物总重量 的0.1～0.8％。

本发明催化剂经在半水煤气、天然气、合成氨原料气、焦炉气等 脱硫净化过程使用验证，具有如下特点

1)用量少：在浓度30ppm，20℃条件下，催化剂溶液15min 吸氧量为1.6mL/mL，高于其它催化剂的吸氧量。

2)硫容高：在溶液中，随催化剂浓度的提高硫容亦随之增加， 在实际操作条件下，硫容可达0.25-0.4g/L。

3)适用范围广：对被处理气体H₂S的含量适应范围广，从1g/m³到数拾g/m³都能达到满意的效果。

4)硫磺回收率高；脱硫过程副反应生成率低，硫回收率高， 回收硫磺纯度高。脱硫过程析出的硫磺颗粒通过浮选易分离回收。

5)脱除有机硫能力强：脱有机硫能力可达50-80％.

6)脱硫效率高：气体净化度高，粗脱硫装置可将净化气中H₂S 降到50mg/Nm³以下。