[发明专利]一种高压高水/气含硫原料气有机硫转化催化剂

说明书

本发明涉及一种高压高水/气含硫原料气有机硫转化催化剂，所述催化剂中有效成分由以下成分组成：活性组分碱金属以M₂O计为催化剂总量的0.5～20％，M表示碱金属；抗水合助剂为ZrO₂、TiO₂、MgO ZnO和CeO一种、两种或三种的混合物组成；载体物料为TiO₂、Al₂O₃、MgO、ZrO₂、CaO一种、两种或三种的混合物组成。使用本发明的催化剂，从反应器中出来的COS转化率为至少85％以上，甚至达到95％以上。

技术领域

本发明涉及一种高压高水/气含硫原料气有机硫转化催化剂及其制备方法，具体地说涉及一种煤气化产生的高压高水/气原料气中有机硫转化催化剂及其制备方法。

背景技术

我国煤炭资源丰富，以煤为原料制氨、甲醇、煤制油和煤制气在我国化学工业中占有十分重要的地位。但以煤为原料制取的原料气中含有微量的难以脱除的COS和CS₂等有机硫，通常将其转变成无机硫才能将其脱除。

目前，工业上将有机硫转化成无机硫的生产工艺有催化加氢工艺、常温有机硫水解和中温有机硫水解工艺等多种，这些工艺的压力通常低于2.0MPa,水/气低于0.5，多使用γ-Al₂O₃为载体的水解剂。近年来，随着我国煤化学工业的快速发展，煤气化新技术不断被引进和出现，以粉煤为原料的加压气化技术(如GSP粉煤气化)，因具有对原料煤适应范围广和气体有效组分含量高等优点而受到煤化工行业的青睐。但该技术制取的原料气中的压力高(为3.8MPa)和水气比大(水/气大约为1.1)，有机硫水解催化剂要在距离露点温度较近(15-20℃)条件下进行反应，传统的以γ-Al2O3为载体组分的催化剂在该条件下将会发生水合反应而失活，因此，因此，进行高压高水/气原料气有机硫转化催化剂的开发研究十分重要。

目前，工业上将有机硫转化成无机硫的生产工艺有3种：

(1)催化加氢工艺：

该工艺使用钴钼系加氢催化剂，常用于无水的原料气进行有机硫加氢，如天然气和石油的催化加氢，当用于高CO和高水气原料气时，该工艺因为存有CO 变换反应等问题受到限制。

(2)常温有机硫水解工艺：

该工艺使用以γ-Al₂O₃为载体，添加碱金属作为活性组分的常温水解剂。众所周知，γ-Al₂O₃具有比表面大、堆密度低、孔分布适宜和价格低等特点，适宜于在低水气(水/气为不高于0.1)下和压力不高于0.6MPa条件下使用。

(3)中温有机硫水解工艺

该工艺使用以TiO₂为载体的催化剂，可以在150-350℃使用，原料气中有机硫的转化率可以达到90％以上，目前文献中仅有在压力2.0MPa,水/气为0.3的少数应用报道。

近年来，随着我国煤化学工业的快速发展，煤气化新技术不断被引进和出现，形成了我国特有多样化的煤气化技术。在诸多的煤气化技术中，以粉煤为原料的加压气化技术(如GSP粉煤气化)，因具有对原料煤适应范围广和气体有效组分含量高等优点而受到煤化工行业的青睐。但该技术由于原料气中的CO含量高和水气比大，对有机硫转化催化剂提出了更高的要求。如神华宁煤400万吨/年煤炭间接液化项目，采用GSP粉煤加压气化，有机硫催化剂要在运行温度低(只高于露点15℃-20℃)和水/气又高达1.10。