[发明专利]一种镁基焦炉煤气加氢脱硫催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种镁基焦炉煤气加氢脱硫催化剂及其制备方法。该催化剂的制备方法包括下述步骤：在氢气气氛中，将石墨、镁粉、聚氨酯和N掺杂的钛氧化物混合后经球磨，即得；其中：所述石墨、所述镁粉、所述聚氨酯和所述N掺杂的钛氧化物的质量比为3:7:（1‑5）:（1‑5）；所述聚氨酯的重均分子量为75000‑120000；所述N掺杂的钛氧化物采用下述方法制得：将含钛原料和含N原料混合反应，即得；所述含钛原料中钛元素和所述含氮原料中氮元素的摩尔比为1:2‑2:1。本发明中的镁基焦炉煤气加氢脱硫催化剂在300℃能够实现≥37%的噻吩转化率，且镁基焦炉煤气加氢脱硫催化剂的稳定性显著提升。

技术领域

本发明涉及焦炉煤气加氢脱硫催化剂技术领域，具体涉及一种镁基焦炉煤气加氢脱硫催化剂及其制备方法。

背景技术

焦炉煤气是用几种烟煤配成的炼焦用煤在炼焦炉中经高温干馏后产出焦炭和焦油及其他化学产品的同时所得到的可燃性气体，是炼焦的副产品。焦炉煤气中含有20％以上的甲烷，将焦炉煤气中的甲烷转化成一定比例的一氧化碳和氢气，即可达到制取甲醇工艺条件的合成气组成要求。而焦炉煤气合成甲醇的关键在于其深度脱硫，有机硫的加氢脱硫程度是影响甲烷转化催化剂和甲醇合成催化剂寿命的重要因素。

焦炉煤气中含硫化合物按其化合状态可分为两类：一类是硫的无机物，主要是硫化氢；另一类是硫的有机化合物，如二硫化碳、噻吩及硫氧化碳等。有机含硫化合物在较高温度下进行反应时，几乎全部转化为硫化氢，所以，焦炉煤气中硫化氢所含硫约占煤气中硫总量的90％以上。

然而，目前所用的含硫化合物加氢催化剂一般为Co-Mo、Ni-Mo、Fe-Mo等，反应温度350-450℃，反应压强1.0-2.5MPa，然而，Co、Ni、Mo催化剂资源少、成本高、易失活，加氢反应在高温和高压下进行而对设备材质要求高。而反应条件温和的镁基加氢脱硫催化剂结构不稳定、活性极高，暴露在空气中容易自燃或者被氧化。

因此，如何有效提升镁基加氢脱硫催化剂的稳定性是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中镁基加氢脱硫催化剂稳定性差的缺陷，而提供了一种镁基焦炉煤气加氢脱硫催化剂及其制备方法。

本发明提供了一种镁基焦炉煤气加氢脱硫催化剂的制备方法，其包括下述步骤：

在氢气气氛中，将石墨、镁粉、聚氨酯和N掺杂的钛氧化物混合后经球磨，即得；其中：

所述石墨、所述镁粉、所述聚氨酯和所述N掺杂的钛氧化物的质量比为3∶7∶(1-5)∶(1-5)；

所述聚氨酯的重均分子量为75000-120000；

所述N掺杂的钛氧化物采用下述方法制得：将含钛原料和含N原料混合反应，即得；所述含钛原料中钛元素和所述含氮原料中氮元素的摩尔比为1∶2-2∶1。

本发明中，所述氢气的气压优选为0.5-1.5Mpa，例如1.0Mpa。

本发明中，优选地，所述石墨、所述镁粉、所述聚氨酯和所述N掺杂的钛氧化物的质量比为3∶7∶(1-4)∶(1-4)，例如3∶7∶3∶2、3∶7∶4∶1或3∶7∶1∶4。

本发明中，优选地，所述聚氨酯的重均分子量为100000-120000，例如100000或120000。

本发明中，所述N掺杂的钛氧化物的制备方法中，优选地，所述含钛原料为乙醇钛。

本发明中，所述N掺杂的钛氧化物的制备方法中，优选地，所述含钛原料可溶解在溶剂中后再和所述含氮原料混合。当所述含钛原料为乙醇钛时，所述溶剂可为苯。

本发明中，所述N掺杂的钛氧化物的制备方法中，优选地，所述含氮原料为三乙胺。