[发明专利]用于硫化羰和氰化氢的水解的催化剂和二氧化钛系组合物的用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于硫化羰和氰化氢的水解的催化剂和二氧化钛系组合物的一种用途。

背景技术

作为针对近来的能量问题的最后手段，煤的有效利用已经吸引了注意。为了将煤转化成高附加值的能量介质，使用了先进的技术，如用于将煤气化的技术和用于将气化的气体纯化的技术。

气化的煤气含有导致空气污染的硫化羰(COS)和氰化氢(HCN)。因此，在气体纯化步骤中除去这些化合物是重要的。

可以例如如图1中所示，构造气化的煤气的纯化过程。具体地，将通过在气化炉4中将煤气化而获得的并且在除尘装置5中进行了除尘处理的气体引入COS转化装置6中，以将该气体中的COS转化成二氧化碳(CO₂)和硫化氢(H₂S)，其随后在H₂S/CO₂回收装置7中被回收。这样纯化过的气体随后用于化学品合成8、发电9等。

此外，也提议了一些系统，在这些系统中，通过将煤气化和纯化所获得的纯化的气体被用于化学品如甲醇和氨的合成，或者直接用于发电。发电系统包括整体煤气化联合循环(IGCC)系统(例如，专利文献1)。具体地，在此系统中，在高温和高压气化炉中将煤转化成可燃气体，并且通过使用所述气化的气体作为燃料的燃气轮机和蒸汽轮机的联合来发电。

COS转化基于由下式(1)表示的水解反应，且用于所述水解的催化剂的一个实例是通过在二氧化钛上负载金属碳酸盐而获得的催化剂(专利文献2)。

[反应式1]

COS+H₂O→CO₂+H₂S  (1)

同时，通过下式(2)的水解反应或式(3)的反应，HCN可以被转化成氨(NH₃)，并且可以回收所述氨。用于HCN的水解的催化剂的一个实例是二氧化钛系组合物，该组合物含有二氧化钛、碱土金属硫酸盐和掺杂化合物的组合(专利文献3)。

[反应式2]

HCN+H₂O→NH₃+CO  (2)

HCN+3H₂→NH₃+CH₄  (3)

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利申请公布号2004-331701

专利文献2：日本专利号3746609

专利文献3：日本专利号4556159

发明概述

技术问题

煤的气化和纯化需要许多步骤(图1)。因此，以较短的时间进行每个步骤导致生产周期的缩短和成本的降低。

出于这一原因，可以说，例如，提供具有比到目前为止在COS和HCN的转化步骤中所用的水解催化剂更好的分解性能的催化剂是新的课题。

解决问题的技术方案

本发明的发明人关注了COS和HCN的转化步骤，并且重新研究了COS和HCN的水解反应的反应机理和反应催化剂。

作为结果，本发明的发明人发现，当以高度分散的方式在具有出色耐腐蚀性的二氧化钛系载体上负载含有预定金属作为主组分的活性组分时，可以同时以高分解百分率除去COS和HCN。这一发现导致了完成了本发明。

具体地，根据本发明的第一方面是一种用于硫化羰和氰化氢的水解的催化剂，所述催化剂至少包含：活性组分，所述活性组分含有至少一种选自由钡、镍、钌、钴和钼组成的组中的金属作为主组分；和负载所述活性组分的二氧化钛系载体。

根据本发明的第二方面是二氧化钛系组合物作为用于水解硫化羰和氰化氢的催化剂的一种用途，其中所述组合物至少包含：活性组分，所述活性组分含有至少一种选自由钡、镍、钌、钴和钼组成的组中的金属作为主组分；和负载所述活性组分的二氧化钛系载体。

发明的有益效果

本发明的用于硫化羰和氰化氢的水解的催化剂和二氧化钛系组合物的用途使得可以同时以高分解百分率除去COS和HCN。

附图简述

[图1]图1是整个煤气化和纯化工艺的示意图。

实施方案描述

在下文中，详细描述本发明的用于硫化羰和氰化氢的水解的催化剂和二氧化钛系组合物的用途。