[发明专利]一种大孔结构氧化钛脱硫催化剂及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及大孔氧化钛的制备技术领域，尤其是一种大孔结构氧化钛脱硫催化剂及其制造方法。特别适用于作为硫磺回收催化剂使用。

背景技术

氧化钛具有一定的孔结构和比表面积，对众多反应表现出优良的催化性能，因而在煤化工、石油化工行业被广泛用作催化剂或载体。

JP58223440公开了一种克劳斯硫磺回收催化剂，该催化剂是由70～80wt%的氧化钛作为活性成份，20～30wt%的硅铝酸盐作为补充材料组成，经将两种组分捏合、造粒制成。该催化剂孔道小、孔容和比表面积低，其硫磺回收活性不够理想。

CN1126595C公开了一种氧化钛催化剂，该催化剂是由10～90wt%的氧化钛作为活性成份，45～85wt%的活性氧化铝作为补充材料构成。制备方法是由氧化钛粉与氢氧化铝干粉混匀，加入到硝酸钙等溶液中，并加入辅料等经捏合、挤条成型、烘干及焙烧而制得。该催化剂有机硫化物水解活性及克劳斯反应活性均不够理想，可能与孔道小、孔容和比表面积低有关。

相当多的文献已经表明，用常规混捏方法制造的氧化钛硫磺回收催化剂平均孔径小于5nm，孔容低于0.3ml/g，比表面积低于150m²/g，很难制造具有大孔特征（大于50nm）和较高比表面积（大于200m²/g）的氧化钛或其前躯体。由于孔结构、比表面积是催化剂的重要指标之一，因此本领域一直致力于如何提高这类催化剂的大孔结构和获得更高的比表面积，但一直较难突破。

为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种比表面积和孔容较大的氧化钛脱硫催化剂的制备方法。该制备方法具有过程简单、原料易得、反应易控制的特点。本发明所涉及的氧化钛脱硫催化剂是以硝酸铝、硫酸钛及尿素为原料，采用共沉淀法制备。得到的氧化钛催化剂比表面积为200～250m²/g，孔容为0.5～0.6ml/g，最可几孔径介于50-l00nm，特别适合用作硫磺回收催化剂，具有脱硫效率高、有机硫水解能力强的特点。

发明内容

为了克服现有的技术的不足，本发明提供了一种大孔结构氧化钛脱硫催化剂及其制造方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该大孔结构氧化钛脱硫催化剂是由如下溶液配方，通过适当的制备工艺制造而成：

硝酸铝溶液100g～200gA1₂0₃/L

硫酸钛溶液40g～50gTiO₂/L

尿素溶液20wt%～30wt%

本发明的氧化钛脱硫催化剂的制备方法，包括如下步骤：

a、分别配制硝酸铝溶液和硫酸钛溶液；其中硝酸铝溶液的浓度为100～200gA1₂0₃/L，硫酸钛溶液的浓度为40～50gTiO₂/L；

b、将硝酸铝溶液和部分硫酸钛溶液加入到沉淀罐中，同时通入CO₂气体，保持沉淀罐中温度为20～50℃，时间为0.5～1.5小时；

c、在步骤b的控制温度下，将浓度为20~30wt%的尿素溶液通入到沉淀罐中，反应时间为1～3小时；

d、在步骤c的控制温度和pH值下上述混合物稳定0.5～3.0小时；

e、将步骤d所得的固液混合物过滤，得到含硫酸铵和硝酸铵的反应母液和含铝氧化钛滤饼，对滤饼反复洗涤，直到洗涤液中硫酸根离子浓度低于0.1g/L；

f、步骤e得到的洗涤后的滤饼经干燥，得到氧化钛前驱体；

g、将该前驱体移入到水热装置内于180~200℃进行水热老化3~5h，然后干燥、焙烧得到氧化钛脱硫催化剂；

步骤f和g所述的干燥可采用常规的干燥设备进行干燥，比如烘箱或微波加热干燥器，干燥温度为110～130℃，干燥时间为30～120分钟；

步骤g所述的焙烧是指在专用焙烧设备中于400～600℃焙烧3～5小时。得到的产物的性质如下：比表面积为200～250m2/g，孔容为0.5～0.6ml/g，可几孔径为50-l00nm。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，步骤e所述的洗涤为用40～90℃去离子水洗至硫酸根离子浓度低于0.1g/L。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，步骤f所述的干燥采用红外干燥器干燥，干燥温度为110～130℃，干燥时间为10～30分钟。

本发明的有益效果：