一种焦炉煤气脱硫催化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种焦炉煤气脱硫催化剂，所述焦炉煤气脱硫催化剂包括载体、活性组分和助剂，所述载体为介孔硅分子筛，活性组分包括铁的氧化物或钴的氧化物中的至少一种，所述助剂包括氧化钌、氧化镉、氧化铜中的一种或几种，所述载体、活性组分和助剂的质量比为（80

【技术实现步骤摘要】
一种焦炉煤气脱硫催化剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及催化剂领域，具体涉及一种焦炉煤气脱硫催化剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]煤在炼焦生产时一般72％～78％转化为焦炭，22％～28％转化为荒煤气，干煤中含有质量分数为0.5％～1.2％的硫，其中有20％～30％的硫转到荒煤气中，形成有机硫化物和无机硫化物，其中无机硫化物主要为H2S，有机硫化物主要为COS、CS2、硫醇、噻吩等。
[0003]现有的焦炉煤气脱硫技术一般为先通过湿法脱硫的手段去除其中大部分的H2S，然后在催化剂作用下将焦炉气中的有机硫化合物如COS、CS2、硫醇、噻吩等通过加氢转化为H2S，再用脱硫剂进行吸收脱除。其主要的加氢反应式如下：CS2+4H2→
2H2S+CH4COS+H2→
CO+H2SRCH2SH+H2→
RCH3+H2SC4H45+4H2→
C4H
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+H2S在实际生产中，焦炉煤气首先经过预脱硫脱除H2S，H2S易于脱除，在此环节就可以达标；其次经过催化加氢反应器进行精脱硫，此步骤需要有机硫催化剂，将有机硫转化为无机硫，最后将无机硫全部除去，进入转化单元，以上整个过程中负责脱除有机硫的精脱硫系统将直接影响产品生产装置的运行。
[0004]目前，加氢反应常用的催化剂有Co-Mo、Fe-Mo、Ni-Mo等，反应温度为300-400℃、压强为1.0-2.5MPa。用于吸收H2S的脱硫剂有ZnO、MnO2、Fe2O3、CaO等，操作温度一般为250-400℃、压强为1-4MPa。
[0005]CN108404901A公开了一种焦炉煤气加氢脱硫催化剂及其制备方法，该催化剂以Al2O3为载体，以Mo为活性组分，以Si为第一促进剂，以B和/或P为第二促进剂。该专利技术还提供该催化剂的制备方法，先配制硅钼共浸渍液，然后经烘干、焙烧得催化剂，该催化剂不经过焙烧可直接使用，该专利技术提供的焦炉煤气加氢脱硫催化剂为硅钼催化剂，初始活性高，耐热性能好，但随着催化加氢反应的进行，催化剂性能下降较快，在工业生产中相对增加了成本。
[0006]CN106552639A公开了一种加氢转化脱硫催化剂及其制备方法和应用，该催化剂包括催化剂和催化剂载体，催化剂包括催化剂活性成分以及催化剂助剂，催化剂载体为活性γ-Al2O3，催化剂活性成分由Mo、Co、Ni的混合物组成，催化剂助剂由La、Ce、Th、Ru中的一种或多种组合而成，该催化剂虽然结构稳定，但脱硫效果的情况并不显著。

技术实现思路

[0007]针对现有技术焦炉煤气脱硫催化剂的不足，提供了一种焦炉煤气脱硫催化剂。该脱硫催化剂具有脱硫效率高，催化性能稳定的特点。
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种焦炉煤气脱硫催化剂，所述焦炉煤气脱硫催化剂包括载体、活性组分和助剂，所述载体为介孔硅分子筛，活性组分包括铁的氧化物或钴的氧化物中的至少一种，所述助剂包括氧化钌、氧化镉、氧化铜中一种或几种，所述载体、活性组分和助剂质量比为(80-90)∶(10-20)∶(0.1-10)。
[0009]进一步地，所述载体为六方介孔硅分子筛。
[0010]一种焦炉煤气脱硫催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)干燥载体，备用；(2)将活性组分前体和助剂前体配成混合溶液I；(3)在搅拌状态下将步骤(1)中干燥后的载体加入到混合溶液I中，得到混合浆料II：(4)将混合浆料II的溶剂蒸发后，焙烧得粉末III；(5)将焙烧后的粉末III压片、研磨，并放入碱性溶液中浸渍得到浸渍物；(6)将步骤(5)得到的浸渍体烘干，得到所述焦炉煤气脱硫催化剂。
[0011]进一步地，所述的载体为介孔硅分子筛。
[0012]进一步地，所述活性组分前体选自铁或钴的氯化物、硫酸盐、硝酸盐中的一种或多种；所述助剂前体选自钌、镉或铜的氯化物、硫酸盐、硝酸盐中的一种或多种。
[0013]进一步地，所述混合溶液I的配制方法为：将所述活性组分前体和助剂前体加入去离子水使其溶解。
[0014]进一步地，所述步骤(4)中的焙烧温度为650-750℃，焙烧时间为4-7小时，所述活性组分前体和助剂前体在所述步骤(4)中转化为相应的氧化物。
[0015]进一步地，所述碱性溶液包括KOH溶液、NaOH溶液、氨水中的一种或多种，所述碱性溶液的pH范围为8.0-10.0。
[0016]一种焦炉煤气脱硫催化剂的应用，将所述催化剂负载在固定床反应器内进行焦炉气脱硫。
[0017]进一步地，所述催化剂在脱硫前先置于温度为200-300℃、压力为3.0-5.5MPa的含硫气体氛围中进行预硫化处理。
[0018]本专利技术具有如下所述的有益效果：1、与现有的Fe-Mo或Ni-Mo脱硫催化剂相比，本专利技术制备的焦炉煤气脱硫催化剂对于焦炉煤气中的硫具有较高的脱除率。
[0019]2、本专利技术采用的制备原料来源广泛，价格低廉。
[0020]3、本专利技术的脱硫催化剂制备方法简单，且使用的载体介孔硅分子筛具有高度有序的孔道结构，孔径尺寸可在较宽范围变化，介孔形状多样，孔壁组成和性质可调控，通过优化合成条件可以得到高热稳定性，能够耐受焦炉煤气的高温环境。
[0021]4、本专利技术制备的焦炉煤气脱硫催化剂可以在工业中广泛应用，脱硫效果好，符合硫排放标准，相比于末端治理具有更高的优势。
具体实施方式
[0022]下面将结合具体实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0023]实施例1
焦炉煤气脱硫催化剂的制备方法：(1)将载体六方介孔硅分子筛放入干燥箱中，100℃下干燥3h后，称量8.3g六方介孔硅分子筛。
[0024](2)称量5.0780g六水三氯化铁和0.3118g氯化钌，加入50mL去离子水，搅拌溶解，配成混合溶液I。
[0025](3)将称量的8.3g六方介孔硅分子筛加入到上述混合溶液I中，得到混合浆料II。
[0026](4)将混合浆料II放入旋转蒸发器中，50℃旋转蒸发；待溶剂蒸干后，放入马弗炉中，在空气气氛和700℃下焙烧5h，得粉末III。
[0027](5)将焙烧后的粉末III通过压片机压片后，研磨成40目颗粒，然后放入pH为10.0的NaOH溶液中浸渍7h，得到浸渍物。
[0028](6)将步骤(5)得到的浸渍物放入烘箱中，在75℃下干燥5h，得到焦炉煤气脱硫催化剂。
[0029]上述得到的焦炉煤气脱硫催化剂的载体、活性组分和助剂质量比具体参见表1。
[0030]取上述制备好的催化剂，装入固定床反应器中，先在230℃、3.5MPa的含硫气体氛围中进行预硫化处理，后将气体更换为某钢厂焦炉煤气进行脱硫，反应温度为260℃、氢气压力为4MPa的条件下，质量空速8h-1
，总硫70mg/m3。
[0031]实验结果如下：进料时长5h，反应前总硫70mg/m3，反应温度200℃，反应后总硫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种焦炉煤气脱硫催化剂，其特征在于，所述焦炉煤气脱硫催化剂包括载体、活性组分和助剂，所述载体为介孔硅分子筛，活性组分包括铁的氧化物或钴的氧化物中的至少一种，所述助剂包括氧化钌、氧化镉、氧化铜中一种或几种，所述载体、活性组分和助剂质量比为（80-90）：（10-20）：（0.1-10）。2.根据权利要求1所述的焦炉煤气脱硫催化剂，其特征在于，所述载体为六方介孔硅分子筛。3.一种焦炉煤气脱硫催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)干燥载体，备用；(2)将活性组分前体和助剂前体配成混合溶液I；(3)在搅拌状态下将步骤(1)中干燥后的载体加入到混合溶液I中，得到混合浆料II；(4)将混合浆料II的溶剂蒸发后，焙烧得粉末III；(5)将焙烧后的粉末III压片、研磨，并放入碱性溶液中浸渍得到浸渍物；(6)将步骤(5)得到的浸渍物烘干，得到所述焦炉煤气脱硫催化剂。4.根据权利要求3所述的焦炉煤气脱硫催化剂的制备方法，其特征在于，所述的载体为介孔硅分子筛。5.根据权利要求3所述的焦炉煤气脱硫催化剂的制备方法，其特征在于，所述活性组分前体选自...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨帅成，
申请(专利权)人：滨州中科催化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：