[发明专利]羰基硫水解反应中可提高抗失活性能的催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种羰基硫水解反应中可提高抗失活性能的催化剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1)向氧化铝引入有序介孔孔道，并扩大介孔孔径，获得扩大介孔孔径的有序介孔氧化铝。提供一种羰基硫水解反应中可提高抗失活性能的催化剂的制备方法，所制备的催化剂材料具有较好的催化羰基硫水解反应的能力和抗失活性能，且反应性能非常稳定，在高炉煤气羰基硫脱除工艺中具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于节能环保技术领域，具体来说，涉及一种羰基硫水解反应中可提高抗失活性能的催化剂的制备方法。

背景技术

羰基硫(COS)作为一种有机硫的主要存在形式，广泛存在于以煤或石油制取化工原料气的过程中。高炉煤气作为钢铁企业产量最大的可燃气体，其中所含的COS不但会造成环境污染，还会导致设备管道腐蚀，然而对其成分、含量、危害及其脱除技术一直未引起重视。目前，国内没有公认的适用于钢铁行业脱除高炉煤气中羰基硫的技术及相应的工艺装备，同时针对炼铁工艺实际工况产生的高炉煤气相比于石油炼化行业产生的含COS气体，属于低温低压，所以不能直接将石化行业的技术直接移植到钢铁行业。COS的特殊结构导致其化学活性较小，不易离解，不易液化，酸性也比H₂S小得多。因此，一般用于脱除H₂S的方法不能完全有效脱除COS。COS可以在催化剂的作用下与水反应生成H₂S与CO₂。若先将COS催化水解为H₂S，再结合钢铁厂传统的湿法或干法H₂S脱除技术，即可有效实现高炉煤气COS的脱除。催化剂对实现低温低压COS水解反应至关重要。

氧化铝作为一种应用广泛的工业催化剂，因为其碱性活性位点丰富，比表面积较大以及成本较低，是一种有效的COS水解催化剂。然而，常规的氧化铝基催化剂始终表现出较差的抗失活性能。失活的原因主要是单质硫、亚硫酸盐和硫酸盐在氧化铝基催化剂碱性催化位点的沉积，导致活性位点的丧失以及催化剂孔道的堵塞。因此，开发具有良好的抵抗单质硫、亚硫酸盐和硫酸盐沉积且有较好传质性能的氧化铝基催化剂已经成为了高炉煤气羰基硫催化剂工业化应用的重要前提。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种羰基硫水解反应中可提高抗失活性能的催化剂的制备方法，所制备的催化剂材料具有较好的催化羰基硫水解反应的能力和抗失活性能，且反应性能非常稳定，在高炉煤气羰基硫脱除工艺中具有很好的应用前景。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种羰基硫水解反应中可提高抗失活性能的催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)向氧化铝引入有序介孔孔道，并扩大介孔孔径，获得扩大介孔孔径的有序介孔氧化铝。

优选的，所述的羰基硫水解反应中可提高抗失活性能的催化剂的制备方法，其特征在于，还包括：

步骤2)向扩大介孔孔径的有序介孔氧化铝中加入VIII族或IB族元素过渡金属，获得添加过渡金属的扩大介孔孔径的有序介孔氧化铝，作为催化剂。

优选的，所述步骤1)中，氧化铝包括以异丙醇铝、硫酸铝、硝酸铝、硅酸铝、硫化铝、乙酸铝、甲酸铝、草酸铝、丙酸铝、拟薄水铝石、氯化铝、乙酰丙酮铝中的一种或任意组合的化工原料为铝源，人工合成的氧化铝；所述氧化铝用于催化羰基硫水解反应。

优选的，所述步骤1)获得的扩大介孔孔径的有序介孔氧化铝中的有序介孔孔道为具有二维或三维周期性排列的孔道；孔道的初始直径为2～50纳米。

优选的，所述步骤1)包括：将铝源、造孔剂、扩孔剂一同加入到溶剂中，其中铝源、造孔剂、扩孔剂和溶剂的摩尔比为1︰0.01～0.03︰0.005～5︰20～50，通过铝源的水解缩聚反应生成有序介孔氧化铝前体，前体再经过350～1200℃间任意温度在空气或惰性气体中焙烧得到扩大介孔孔径的有序介孔氧化铝。