[发明专利]耐硫变换催化剂保护剂及其制备方法

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保护剂及其制备方法。所述的的保护剂活性组分为钨、镍和铁三元组分，以氧化铁脱硫剂废剂为主要原料，制备工艺简单，生产成本低，尤其是强度高，结构稳定性好，能适应高压、高空速、高水气比等恶劣变换工艺条件，对渣油、重油、石油焦、煤等重质原料制合成气中的灰分和毒物具有很好的物理和化学吸附能力，可对后续主变耐硫变换催化剂起到有效保护作用，同时缓解了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保护剂及其制备方法。

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。本发明将其应用于耐硫变换工艺保护剂制造领域则是一个非常好的解决方法。

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，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，这也就促进了相关工艺及催化剂的研究和应用，同时近年来，随着原油价格的上涨，煤化工得到了很大发展，其气化工艺也在不断推陈出新，由于目前国内外煤气化工艺的多样性以及煤资源的逐渐紧俏，煤的种类和品质对后续煤气化工艺也造成了很大的影响，工艺气中所含有的少量的杂质如：砷(As)、氢氰酸、羰基化合物等，经洗涤初步脱除后进入变换系统，日积月累对变换催化剂的使用寿命造成很大影响，尤其是灰分较大的劣质煤对后续脱除工艺带来巨大的挑战，同时耐硫变换催化剂也不可避免的面临带水带灰的问题，其使用工况进一步恶化。为此，近些年不少研究单位都开发了用于保护钴钼系耐硫变换催化剂的保护剂或脱毒剂，工艺设计单位也在变换系统前增加脱毒槽以此保护变换催化剂，延长催化剂使用寿命。但目前所用的催化剂大多以镁铝体系、氧化铝为主，活性组分以钴钼居多，存在价格昂贵、抗毒及保护性能差等缺点。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种耐硫变换催化剂保护剂，强度高，结构稳定性好，提高对毒物及灰分等杂质的物理和化学吸附能力，有效保护后续变换催化剂的作用。同时还提供其制备方法，以来源广泛、成本低廉的氧化铁脱硫剂废剂为主要原料，制备工艺简单，生产成本低，缓解了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。

本发明所述的耐硫变换催化剂保护剂，活性组分为钨、镍和铁三元组分，以保护剂质量为基准，钨金属氧化物重量百分含量为4.5～24％，优选9～18％；镍金属氧化物百分含量为6～21％，优选9～18％；铁金属氧化物质量百分含量为30～90％，优选45～80％。其中钨、镍总含量不超过36％。所述的铁金属氧化物主要来源于氧化铁脱硫剂废剂。