[发明专利]一种转化和吸收双功能的复合金属脱硫催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种转化和吸收双功能的复合金属脱硫催化剂及其制备方法，属于催化剂脱硫净化技术领域，该双功能脱硫催化剂由复合金属通过沉淀法负载于载体上制备而成，具体为通过添加碱性溶液控制溶液pH值使金属离子形成沉淀附着于载体表面以及孔道中。所述催化剂具有同时转化有机硫以及吸附脱除硫化物的能力，具体为将常规方法难以脱除的有机硫转化为无机硫后，与气源本身所含有无机硫同时吸附脱除。本发明在制备方面通过使用沉淀法提升了金属盐的利用率、节约了成本并且得到了活性组分分散性更均匀的催化剂，可在250～350℃温度范围内具有良好的转化脱硫能力、选择性高、成本低廉。

技术领域

本发明涉及催化剂催化脱硫以及催化剂制备技术领域，具体涉及一种同时兼顾转化与吸收双功能的复合金属脱硫催化剂及其制备方法，应用于脱除各种化石燃料气体中所含的无机硫、有机硫等杂质性气体。

背景技术

硫化物广泛存在于以高炉煤气、焦炉煤气、石油气、天然气等化石燃料气体中，硫化物的存在不仅污染环境，而且会引起后续生产过程中催化剂中毒，产品质量下降，设备腐蚀。硫化物主要为无机硫（90%以上的H₂S）以及有机硫（COS、CS₂、硫醇等），因为COS比H₂S化学活性小得多，酸性和极性均弱于H₂S，所以一般用于脱除H₂S的方法不能有效的完全脱除COS，加氢脱硫法是目前有机硫高效脱除领域比较合适的方法，其反应方程式为：COS+H₂→ CO+H₂S以及CS₂+2H₂+CO₂→ 2CO+2H₂S，加氢脱硫其本质就是通过双功能的复合金属脱硫催化剂将COS/CS₂转化成H₂S，因为化石燃料气体本身也含有一定量的无机硫（90%以上的H₂S），所以可先将有机硫转化为H₂S，复合金属脱硫催化剂中的氧化锌催化剂会高效的脱除H₂S。但是目前现有的双功能加氢脱硫催化剂存在有机硫转化率低、成本高、催化剂易失活以及需要较高的工作温度能耗高等问题。

兰炭作为一种新型的炭素材料，以其固定炭高、吸附性好、化学活性高、含灰份低、比表面积高、含硫量低、价格便宜等优势，已逐步取代冶金焦而广泛运用于电石、铁合金、硅铁、碳化硅等产品的生产以及作为载体应用于尾气净化等方面。

商业氧化铝是一类使用最为广泛的催化剂载体，约占工业上负载型催化剂的70%。氧化铝有多种形态，不仅不同形态有不同性质，即使同一形态也因其来源不同，而有不同的性质，如密度、孔隙结构、比表面积等，且广泛应用于石油化工、加氢脱硫、耐硫低变、水处理、烟气吸附等领域。

中国专利CN104740994A公开了一种高浓度羰基硫转化-吸收型脱硫剂，由磁性氧化铁、锐钛矿型、碱金属氧化物K₂O及粘结剂组成。制备过程中需要大量的酸性溶液进行调节，成本过高且无法工业化放大。

综上所述，目前已开发的常规脱硫催化剂在能耗、选择性以及转化率等方面存在一定的问题，所以开发一种能满足深度脱硫的双功能复合金属脱硫催化剂，该催化剂可在200-300℃下将有机硫转化为无机硫，并同时将其脱除，具有转化率高、寿命长、选择性好等优点。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种转化和吸收双功能的复合金属脱硫催化剂，该双功能催化剂转化率高、脱除率高，且脱除成本低、效率高，适用于工业化放大使用。

为此，本发明提供了以下技术方案。

所述的一种转化和吸收双功能的复合金属脱硫催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）将载体分别浸入到含锌离子和其他金属离子组成的复合金属盐溶液、含锌离子盐溶液中，分别添加碱性溶液控制两种溶液的pH值使金属离子形成相应的沉淀化合物，沉淀于载体表面以及孔道中，得到相应的两种产物；