[发明专利]一种用于从石油和天然气加工过程中产生的硫化氢中回收硫磺的二氧化钛催化剂

说明书

本发明涉及从石油和天然气加工过程中产生的H₂S气体中回收硫磺的催化剂及其制备方法。

在石油和天然气加工过程中产生大量的H₂S气体，为了保护环境和回收元素硫，工业上普遍采用克劳斯过程处理含有H₂S的酸性气体，其反应方程式如下：

                                (1)

                              (2)

上述反应(1)和(2)是在高温燃烧炉中进行的，在催化反应区，除了发生反应(2)外，还进行下例有机硫化物的水解反应：

                            (3)

                            (4)

作为一种性能良好的硫磺回收催化剂，对反应(2)、(3)和(4)都应具有较高的活性和稳定性，许多研究及工业实践表明，Al₂O₃是一种性能良好的硫磺回收催化剂，然而由于受到操作条件的限制，主要是工艺过程中“漏O₂”的存在，可导致Al₂O₃催化剂硫酸盐化中毒，结果造成先是CS₂和COS水解率，继而是H₂S转化率大幅度下降。

为了防止硫酸盐化中毒，国外开发了一种非Al₂O₃基的CRS-31 TiO₂挤条催化剂，据G.B.P2,122,579介绍，该催化剂对“漏O₂”不敏感，具有很高的催化活性。

一般以TiO₂为主的载体或催化剂用传统的挤条成型技术，其产品的机械强度很难令人满意，因此通常总是采用在物料中加入硼酸、硅酸盐、铝溶胶等粘结剂，或加入矾化物，硼酸盐，磷酸盐等粘结促进剂来提高强度，但结果也不理想，不是因为在焙烧后转化成为玻璃态物质堵塞孔道或复盖了催化剂的活性表面，就是因为用量过多而改变了催化剂或载体的物化性能，甚至有时加入的助剂本身就是一种催化剂毒物。例如V₂O₅，因可促进克劳斯过程中的SO₂催化成为SO₃，而导致下游的Al₂O₃催化剂硫酸盐化中毒。

在U.S.P 4,113,660中，通过向偏钛酸中加入BaCl₂，同时加入HCl使其发生胶溶作用，形成偏钛酸溶胶或凝胶，然后在偏钛酸溶胶或凝胶存在下，焙烧一种以TiO₂为主或焙烧后能转化成为TiO₂的物料，虽能有效地提高

TiO₂挤条催化剂的机械强度，但在上述过程中引入的Cl^-1对设备，尤其是高温焙烧设备存在有严重的腐蚀作用。

CRS-31催化剂是一种采用与碱土金属硫酸盐相结合的TiO₂挤条催化剂，虽然具有较高的机械强度，但其机械强度稳定性，即在克劳斯工艺水热气氛条件下的机械强度并未令人满意。已有报通，在工业装置上运转了14个月后卸下的TiO₂挤条催化剂，经过检测发现其机械强度下降幅度较大，仅为原来的1/3。

本发明目的是提供一种新型TiO₂基硫磺回收催化剂，其不但具有较高的机械强度和机械强度稳定性，较好的耐磨损性能，而且还具有很高的克劳斯活性和耐“漏O₂”中毒性能。