[发明专利]一种羰基硫净化用催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于环境保护和空气污染治理技术领域，尤其涉及一种羰基硫净化用催化剂及其制备方法和应用。本发明提供了一种羰基硫净化用催化剂，包括多孔载体、活性组分和碱金属；所述活性组分为过渡金属；所述活性组分和碱金属负载在所述多孔载体的表面和孔隙中。实施例结果表明，本发明提供的催化剂在CO和/或H₂存在的还原气氛下，100～200℃的环境中可以实现对羰基硫的催化净化。

技术领域

本发明含硫物质净化技术领域领域，具体涉及一种羰基硫净化用催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

工业气源中的典型低浓度有毒有害气体的深度净化是国际大气污染控制工程技术研究的热点和难点之一，在国内也具有广阔的工程应用背景，意义重大。但国内该领域的基础研究却相对薄弱，技术需求迫切。

有机硫广泛存在于煤制气、石油制气、高酸天然气以及包括页岩气、煤层气在内的非常规天然气中，其有机硫的种类和浓度主要取决于产地、开采及加工方式等因素，主要包括羰基硫(COS)、二硫化碳(CS₂)、硫醇(R-SH)、硫醚(R-S-R)、噻吩(C₄H₄S)等，其中主要以羰基硫为主。由于工业气源在化工应用过程中，多需要使用催化剂，但是羰基硫会造成工业催化剂的硫中毒失活，还会导致工业仪表管道的腐蚀。因此，工业气源在进行化工应用前需要进行羰基硫的超深度净化。

工业上脱除羰基硫的方法主要有干法和湿法。干法是利用吸附剂和催化剂将硫化物直接脱除或转化后再脱除的过程，主要有加氢转化法、水解转化法及氧化转化法等。干法的特点是脱硫精度高、投资低、操作费用低、几乎没有动力消耗，当原料气含硫量较低，或需净化的气体流量较小时，干法脱硫即可达到目的。因此，干法脱硫受到广泛关注，其中催化剂的性质对于脱硫效果至关重要。例如，中国专利CN1069673使用了负载稀土金属氧化物或复合金属氧化物的催化剂，其虽然能够达到一定的催化效果。但是，该催化剂在还原气氛下难以实现对羰基硫的催化转化，影响了该技术的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种羰基硫净化用催化剂及其制备方法和应用；本发明提供的催化剂低温活性高，还可以在还原气氛下实现对羰基硫的催化净化。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种羰基硫净化用催化剂，包括多孔载体、活性组分和碱金属；所述活性组分为过渡金属；所述活性组分和碱金属负载在所述多孔载体的表面和孔隙中。

优选的，所述多孔载体包括多孔活性炭颗粒、活性炭纤维、活性氧化铝、蜂窝状堇青石和分子筛中的一种或多种；所述活性组分包括Fe、Mn、Cu和 Ni中的一种或多种；所述碱金属为Na和/或K。

优选的，所述活性组分的质量为多孔载体质量的0.5％～10％；所述碱金属的质量为多孔载体质量的1％～20％。

本发明提供了上述技术方案所述的羰基硫净化用催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将强碱溶液和多孔载体进行加热处理后，对多孔载体进行干燥，得到碱化载体；

(2)将过渡金属盐溶液以雾化的形式与所述步骤(2)得到的碱化载体进行接触反应，得到催化剂前驱体；所述接触反应的温度为50～250℃；

(3)将所述步骤(2)的催化剂前驱体进行深度反应，得到羰基硫净化用催化剂；所述深度反应的温度为300～400℃。

优选的，所述步骤(1)中强碱溶液的溶质包括氢氧化钾和/或氢氧化钠；所述强碱溶液的浓度为1～3mol/L。

优选的，所述步骤(1)中加热处理的温度为50～100℃，时间为1～5h。