用於羰基硫水解的方法
2023-04-24 12:23:36
專利名稱：用於羰基硫水解的方法
技術領域：
本發明涉及一種用於羰基硫水解的方法。
背景技術：
羰基硫(COS)方法廣泛存在於以煤、石油、天然氣為原料的化工生產過程中，它的存在不僅汙染環境，而且會引起後續生產過程中催化劑中毒，產品質量下降，設備腐蝕。水解是脫除COS等有機硫最為實用的方法，其過程方程式為cos+H2O — &s+co2，將有機硫轉化為易於處理WH2S,最後轉化為S回收。日本專利JP2，002, 224，572公開了一種羰基硫催化劑及水解羰基硫的方法，該催化劑將碳酸鈉或碳酸鉀負載在Y -Al2O3上，COS水解反應溫度為200°C。美國專利USP4，5111，668公開了一種以TW2為載體，至少含一種鹼金屬、鹼土金屬作為活性組分的COS水解催化劑，但該催化劑在使用中處理物料COS含量僅為73ppm，且反應溫度較高，為200 400°C。中國專利CN1069673公開了一種常溫有機硫水解催化劑，它是在球形Y -Al2O3上負載2 5% K2CO3,該催化劑的不足之處是物料COS含量和空速都比較低，分別為1 5mg/ m3 和 2，000hr-1。中國專利CN1134312公開了一種由4 20wt% TiO2和γ -Al2O3組成的有機硫水解催化劑，該催化劑的不足之處是空速僅為1，SOOhr-10中國專利 CN1304781 公開了一種組成為 83 97% γ _Α1203、2 25% K20、0. 12Ba0 的COS水解催化劑，在溫度小於150°C，COS含量小於800mg/m3，空速6，000 9，OOOhr"1條件下進行脫硫，COS水解轉化率大於95%。上述所發明的催化劑均以氧化鋁或氧化鈦為主要的活性組分，以這些催化劑用於 COS水解的不足之處是cos水解的反應溫度區間較窄，適用的物料空速低；當物料中存在 O2時，催化劑永久失活。
發明內容
本發明要解決的技術問題是現有技術中存在的COS水解的反應溫度區間窄，適用的物料空速低，當物料中存在A時使催化劑永久失活的問題，提供一種新的用於羰基硫水解的方法。該方法具有COS水解的溫度區間寬，物料空速高，且當物料中存在O2時催化劑不會永久失活的優點。為了解決上述技術問題，本發明採用的技術方案如下一種用於羰基硫水解的方法，包括使含羰基硫和水的物料在催化劑存在下進行反應，其中所述催化劑以重量百分比計包括以下組份(a)鹼金屬碳酸鹽、鹼土金屬氧化物或其混合物總計1 5%; (b)稀土氧化物總計15 25% ； (c)氧化鋁70 82%。上述技術方案中所述物料中優選方案為含羰基硫100 300ppm，水與羰基硫的摩爾比優選範圍為5 10 1 ；所述反應溫度優選範圍為50 300°C ；物料的空速優選範圍為5000 200001^下進行；所述物料中以重量百分比計優選範圍為含有 Eu2O3或Gd2O3中的至少一種；所述鹼金屬碳酸鹽、鹼土金屬氧化物或其混合物優選方案選自Na2C03、K2CO3> MgO、CaO或BaO中的至少一種。本發明的技術關鍵是在COS的水解過程中採用的催化劑中含有稀土氧化物的組分，由於稀土氧化物與氧化鋁的相互作用提高了催化劑的活性，因此使COS的水解過程能夠在較寬溫度範圍，較高的空速下進行，並且在一定範圍內對含氧的物料具有適應性。結果表明，本發明方法的溫度範圍為50 300°C，物料空速可高達200001^,且當物料以重量百分比計含有< 1%的&時均能正常發揮作用，取得了較好的技術效果。本發明方法中採用的催化劑的製備方法如下(1)選取粉末狀的Y-Al2O3和粉末狀稀土氧化物在60 100°C的條件下，優選 85 95°C，水熱處理2 8小時，優選4 6小時，製成膠體狀，靜置8 15小時。(2)將步驟⑴所得的混合物在在100 130°C下乾燥16 M小時，得到的樣品壓片、破碎、篩分，取其40 60目樣品備用。(3)將活性組分為鹼金屬碳酸鹽Na2C03、K2C03和/或鹼土金屬氧化物Mg0、Ca0、Ba0 所構成物質的至少一種分散到純水中，配置成10 %的分散液備用。(4)將步驟⑵的樣品浸漬到步驟(3)的分散液中，浸漬8 10小時，然後在 100 130°C下乾燥16 M小時，即為所需催化劑。下面通過實施例對本發明作進一步的闡述。
具體實施例方式實施例1催化劑製備分別稱取75g粉末狀的Y-Al2O3和20g粉末狀La2O3，加入800ml去離子水，在85°C條件下水熱處理4小時，靜置10小時；然後在110°C乾燥18小時，壓片、破碎、 篩分後取40 60目的樣品作為所需載體；稱取20gNa2C03溶入180g純水中，配置成10% 溶液，50g溶液浸漬到95g載體上，然後在110°C乾燥10小時即為所需催化劑。羰基硫水解工藝實驗按照下列工藝進行，反應在Φ10Χ300固定床石英管反應器中進行，溫度為50°C，C0S含量100ppm，H20 COS摩爾比為10 1，空速5，OOOhr—1，物料中&重量百分比含量為0. 3%。評價結果表明，本發明催化劑的COS轉化率大於90%。實施例2 11催化劑製備除了具體稀土氧化物的種類或用量、鹼金屬碳酸鹽或鹼土金屬氧化物的具體種類或用量，以及氧化鋁的具體用量有所變化以外，催化劑製備過程同實施例1， 催化劑的具體組成見表1。羰基硫水解工藝實驗以反應溫度、COS濃度、空速、物料中&的含量以及 H2O COS摩爾比為變量，其餘同實施例1，具體數據見表2。數據表明，本發明方法的溫度範圍為50 300°C，物料空速可高達200001^,且當物料以重量百分比計含有彡1 %的O2時均能正常發揮作用。實施例12取按實施例1所製得的催化劑，在50-300°C，空速為lO.OOOhr—1，COS含量為100ppm, H2O COS摩爾比為5 1，物料中O2的重量百分含量為0. 5%的條件下，COS轉化率如表3所示，結果進一步表明本發明方法具有好的溫度操作範圍。實施例13取實施例1所製得的催化劑，在溫度100°C，空速為lO^OOhr—1，COS含量為 150ppm, H2O COS摩爾比為5，O2含量為0 1. 0%條件下。結果進一步表明(COS轉化率如表4所示)本發明方法在物料中含有的&時均能正常發揮作用。表1本發明催化劑的組成
權利要求
1.一種用於羰基硫水解的方法，包括使含羰基硫和水的物料在催化劑存在下進行反應，其中所述催化劑以重量百分比計包括以下組份(a)鹼金屬碳酸鹽、鹼土金屬氧化物或其混合物1 5% ； (b)稀土氧化物15 25% ； (c)氧化鋁70 82%。
2.根據權利要求1所述的羰基硫水解的方法，其特徵在於所述物料中含羰基硫100 300ppm ；水與羰基硫的摩爾比為5 10 1。
3.根據權利要求1所述的羰基硫水解的方法，其特徵在於所述反應在50 300°C，物料的空速為5000 20000hr4。
4.根據權利要求1所述的羰基硫水解的方法，其特徵在於以重量百分比計所述物料中含有彡1%的02。
5.根據權利要求1所述的羰基硫水解的方法，其特徵在於所述氧化鋁為Y-Al2O315
6.根據權利要求1所述的羰基硫水解的方法，其特徵在於所述稀土氧化物為選自 La203> Nd203、Sm2O3> Eu2O3 或 Gd2O3 中的至少一種。
7.根據權利要求1所述的羰基硫水解的方法，其特徵在於所述鹼金屬碳酸鹽、鹼土金屬氧化物或其混合物選自Na2C03、K2CO3> MgO、CaO或BaO中的至少一種。
全文摘要
本發明涉及一種用於羰基硫水解的方法，主要解決以往技術中COS水解的反應溫度區間較窄，適用的物料空速低，當物料中存在O2時催化劑永久失活的技術問題。本發明通過採用一種用於羰基硫水解的方法，包括使含羰基硫和水的物料在催化劑存在下進行反應，所述催化劑的以重量百分比計組成為(a)鹼金屬碳酸鹽、鹼土金屬氧化物或其混合物1～5％；(b)稀土氧化物總計15～25％；(c)70～82％氧化鋁的技術方案，較好地解決了該技術問題，可用於含羰基硫物料的工業處理中。
文檔編號B01D53/90GK102463033SQ20101055186
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月17日 優先權日2010年11月17日
發明者暢延青, 肖忠斌 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院