[发明专利]耐硫变换催化剂及其制备方法

说明书

本发明属于耐硫变换技术领域，具体涉及一种耐硫变换催化剂及其制备方法。所述的催化剂包括活性组分和Mg‑Al‑Ti复合载体，所述的活性组分包括钴、钼和铁，其中Fe氧化物主要来源于资源广泛、成本低廉的氧化铁脱硫剂废剂，氧化铁脱硫剂废剂经过处理后，部分替代耐硫变换催化剂中常用的活性组分化合物，活性组分在载体表面分散好，不易流失，催化剂结构和活性稳定性好，能适应高压、高空速、高水气比、低硫条件，且使用寿命较长，生产成本低，也为氧化铁脱硫剂废剂综合利用寻找到一条较有效途径，有效缓解氧化铁脱硫剂废剂给生态环境造成的巨大压力，具有良好的经济效益和环保效益。

技术领域

本发明属于耐硫变换技术领域，具体涉及一种耐硫变换催化剂及其制备方法。

背景技术

目前国内油气田的天然气中都含有硫化氢(H₂S)气体，为了保证天然气处理装置的平稳运行，以及为了减少硫化氢(H₂S)气体对管道设备的腐蚀，天然气处理装置都建设有脱硫单元。

当天然气中硫化氢(H₂S)气体含量小于500mg/m³时，脱硫单元一般都采用氧化铁干法脱硫技术。脱硫剂一般指脱除燃料、原料或其他物料中的游离硫或硫化合物的药剂。氧化铁常温精脱硫剂是国内天然气处理装置的脱硫单元经常采用的一种固体常温精脱硫剂，其有效成分为氧化铁Fe₂O₃，天然气中的硫化氢(H₂S)气体和氧化铁(Fe₂O₃)发生化学反应，可生成硫化亚铁(FeS)和微量单质硫(S)，而且经过脱硫过程所生成的FeS(硫化亚铁)在一定条件下属于极易自燃的硫化物，燃点仅为40℃，因此脱硫塔内卸下的废脱硫剂如果不经过安全处理，会对环境和人身安全产生极大危害。目前这种废弃的氧化铁常温精脱硫剂处置方法有：(1)简单地露天长期堆放，单质S被氧化生成SO₂(二氧化硫)气体逸散到大气中，若遇雨天会生成H₂SO₃(亚硫酸)，浸入周边的土壤中，会使周边寸草不生，影响地下水；(2)用普通的焚烧法，使其S被氧化成SO₂(二氧化硫)放散大气中，形成二次污染。但是现有这两种脱硫剂处置方法都会对环境造成污染，资源浪费。本发明将其应用于钴钼系耐硫变换催化剂制造领域则是一个非常好的解决方法。

钴钼系耐硫宽温变换催化剂主要是为满足以重油、渣油、煤等重质原料制取原料气的需要，其突出优点在于其耐硫和变换活性好，另外还具有强度高、使用寿命长等优点。考虑到我国的煤炭资源丰富，且原料油中渣油含量高这一能源现状，因此，发展以煤炭或渣油为原料、采用耐硫变换工艺生产合成气或合成氨等具有广阔的应用前景，这也就促进了钴钼系耐硫变换催化剂的研究和应用，近年来，国内的多数研究主要围绕着耐硫变换催化剂的配方优化、制备技术和工艺改善等方面展开。对于耐硫变换催化剂的载体和助剂研究很多，常用的载体组分主要有Mg、Al、Ti、Si、Ca、Zr等其中的一种或多种。常用的助剂主要有碱金属、碱土金属、Mn、Cu、稀土等。其中的Al、Si等载体组分基本都来自工业原料，价格相对较高。

氧化铁脱硫剂是一种氧化铁水合物，分子式为α-Fe₂O₃·H₂O或γ-Fe₂O₃·H₂O，氧化铁只有水合物才具有脱硫作用。废剂中则含有15-20％的FeS，由于这些化合物均可作为变换催化剂制备的基础原料，此外，Fe本身还具备一定的变换作用，因此，氧化铁脱硫剂废剂可以作为制备耐硫变换催化剂的原料。同时，以氧化铁脱硫剂废剂为原材料制备耐硫变换催化剂不但可以降低变换催化剂制备的成本，还可为来源广泛、成本低廉的氧化铁脱硫剂废剂寻找到一条较有效的利用途径，缓解废剂处理给生态环境造成的巨大压力。

发明内容