[发明专利]一种复合型脱硫催化剂及使用其的脱硫装置和脱硫方法

说明书

本发明涉及一种复合型脱硫催化剂及使用其的脱硫装置和脱硫方法。所述复合型脱硫催化剂包含双核酞菁钴基磺酸盐(PDS)和络合铁催化剂，其中，双核酞菁钴基磺酸盐(PDS)与络合铁催化剂中所含的铁(Fe)的质量比为0.02～3:1。本发明的复合型脱硫催化剂具有以下优点：反应速率稳定，从而避免硫磺在脱硫塔内沉积，脱硫效果良好，副盐生成量低。

技术领域

本发明属于气体净化领域，具体涉及一种复合型脱硫催化剂。

背景技术

以煤、焦炭、天然气和石油等为原料生产的化工原料气中均含不同浓度的H₂S气体，高浓度H₂S的存在不仅污染环境、腐蚀设备管道、影响化工产品的质量，而且会造成后续工艺生产中的催化剂中毒失活，因此H₂S脱除技术受到高度重视。目前，将煤气中的硫化氢吸收主要是通过PDS法，部分企业通过络合铁法。

PDS法是以碳酸钠或氨为碱源，以双核酞菁钴基磺酸盐(PDS)为催化剂的湿式脱硫工艺，基本原理是将煤气中的硫化氢吸收至溶液中与碳酸钠或氨反应生成硫氢化钠或硫氢化氨，以催化剂作为载氧体，使其氧化成单质硫，从而达到脱硫的目的。但是PDS法反应速度慢，副盐生成量多。

络合铁法脱硫是利用不同的配体，将三价铁离子进行络合配位，形成配合物。硫化氢与脱硫液中碳酸钠反应生成硫氢化钠，利用三价铁离子的氧化性将其氧化成硫单质，三价铁离子被还原成二价铁离子。二价铁离子与空气中的氧反应再转化为三价铁离子循环使用。缺点是反应速率太快，硫磺生成快，加上目前的脱硫塔填料选型，造成硫磺在填料上逐渐附着，从而引起系统阻力上升。

发明内容

本发明对脱硫催化剂使用过程中的问题进行改进，提供一种复合型脱硫催化剂及其制备方法，所述复合型脱硫催化剂适用于脱除焦炉煤气中的硫化氢气体。

一方面，本发明提供了一种复合型脱硫催化剂，其包含双核酞菁钴基磺酸盐(PDS)和络合铁催化剂，其中，双核酞菁钴基磺酸盐(PDS)与络合铁催化剂中所含的铁(Fe)的质量比为0.02～3:1，优选地为0.1～1.2:1。

在具体实施方式中，所述络合铁催化剂包含：可溶性铁盐、铁盐络合剂、稳定剂、硫磺改性剂、缓蚀剂。

在具体实施方式中，所述复合型脱硫催化剂的形式为水溶液。

在具体实施方式中，所述水溶液的pH值为8～9。

在具体实施方式中，所述可溶性铁盐为选自氯化铁、硫酸铁、硝酸铁、铁铵盐、乙二胺四乙酸铁钠盐和含水氧化铁中的一种或几种。

在具体实施方式中，所述铁盐络合剂为选自乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸钠、亚氨基二琥珀酸四纳、羟基亚乙基二膦酸、氨三乙酸和羟乙基乙二胺三乙酸中的一种或几种，特别地为乙二胺四乙酸二钠。

在具体实施方式中，所述稳定剂为选自无水葡萄糖、麦芽糖中的一种或两种。

在具体实施方式中，所述硫磺改性剂为选自聚苯乙烯磺酸钠、甘油、丙二醇、聚乙二醇、聚乙二醇醚中的一种或几种，特别地为聚乙二醇。

在具体实施方式中，所述缓蚀剂为选自钼酸钠、锑酸钠、硅酸盐、锌盐、铬酸盐、咪唑类中的一种或几种，特别地为钼酸钠。

在具体实施方式中，所述复合型脱硫催化剂包含以下各成分：

PDS：0.1-5重量份；可溶性铁盐：5-15重量份；铁盐络合剂：8-24重量份；稳定剂：1-10重量份；硫磺改性剂：0.1-2重量份；缓蚀剂：0.01-1重量份。

在具体实施方式中，所述复合型脱硫催化剂包含以下各成分：

PDS：0.1-5重量份；氯化铁：5-15重量份；乙二胺四乙酸二钠：8-24重量份；无水葡萄糖：1-10重量份；聚乙二醇：0.1-2重量份；钼酸钠：0.01-1重量份。