[发明专利]一种低温加氢脱除羰基硫的催化剂的制备方法和使用方法

说明书

本发明公开了一种低温加氢脱除羰基硫的催化剂的制备方法，具体包括以下步骤：(1)将NiO/Al₂O₃载体加入C₆H₁₂N₄分散液中，超声后搅拌均匀；(2)加入(NH₄)₂MoS₄，搅拌均匀后加入抗坏血酸进行液相还原，静置后抽滤，用水和乙醇清洗，烘干；(3)置于非氧化保护性气体中锻烧，冷却，得到MoS₂‑NiO/Al₂O₃改性氢解催化剂。本发明催化剂催化氢解COS的反应过程简单，H₂S选择性高，在200‑300℃即可实现COS的100％转化，同时可达到100％的硫化氢选择性，说明在加氢脱硫过程中没有发生失硫现象，有效延长了催化剂的使用寿命。

技术领域

本发明涉及功能催化材料制备及环境友好催化应用技术领域，更具体的说是涉及一种低温加氢脱除羰基硫的催化剂的制备方法和使用方法。

背景技术

我国能源开发利用呈现出的特点是以煤炭为主，可再生资源开发利用程度很低。中国探明的煤炭资源占煤炭、石油、天然气、水能和核能等一次能源总量的90％以上，煤炭在中国能源生产与消费中占支配地位。20世纪60年代以前，中国煤炭的生产与消费占能源总量的90％以上，70年代占80％以上，80年代以来，煤炭在能源生产与消费中的比例占75％左右，虽然其他种类的能源增长速度较快，但仍处于附属地位。

煤转化为电能是煤炭利用的主要手段(发电用煤占燃煤的近53％)，但目前世界范围内燃煤发电普遍存在的问题是技术相对落后，发电效率低和环境污染严重。因此，煤的高效、洁净利用日益受到各国的重视，基于煤转化气体为原料合成各种燃料油和精细化学品已成为煤化工的重要发展方向。

然而，煤制气中不可避免地会混有含硫化合物，其中90％以上是硫化氢(H₂S)，有机硫主要是羰基硫(COS)，其他如二硫化碳、硫醇、硫醚等含量甚少。含硫化合物不仅会腐蚀管道设备，毒化催化剂，而且污染环境，对人体和生态造成很大的危害。目前，无机硫化物H₂S的脱除工艺比较成熟，一般通过金属氧化物吸收(如ZnO)可实现精脱除，但有机硫、尤其是COS的脱除相对困难，导致总硫的脱除效率下降，难以达到后续工艺过程对脱硫精度的要求。对煤制气(如焦炉煤气、水煤气、混合煤气等)采用催化加氢的方法使COS转化为H₂S则可方便地除去COS，而且适用温度范围较宽，转化率高，对有氢源的气体还可直接利用气体中的H₂进行脱硫反应，因此成为脱除高温煤气中COS最可行的方法。

一般常用的加氢脱硫催化剂是以γ-Al₂O₃为载体负载Ni、Co、Mo系氧化物，需经预硫化工艺使氧化物转化为硫化物，但是γ-Al₂O₃与活性金属氧化物之间的作用力较强，易于形成Al-O-Mo相，使预硫化不完全，导致对COS的催化氢解活性不高，加氢脱硫反应需在较高温度(320-400℃)范围内进行。

例如，中国专利CN94117757.2，CN97122135.9，CN02133122.7等制备的催化剂，用Mo-Ni-P-O水溶液浸渍载体后都需要进行干燥和焙烧，焙烧温度一般为460-500℃，时间为3-5小时。但是，这一焙烧步骤不仅耗费热量和延长制备周期，而且强化了活性组分与y-金属氧化物/Al₂O₃载体的相互作用，使得活性组分的还原和硫化变得更困难，脱硫反应温度高达380℃。