【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化剂，具体涉及一种用于脱除有机硫的水解催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、以羰基硫(cos)为代表的有机硫，广泛存在于焦炉煤气、高炉煤气及燃料气中。有机硫的存在不仅会腐蚀管道设备，而且还会对下游工艺流程上的催化剂造成硫中毒，使之失去活性。此外，高含硫量的燃料气燃烧时会对环境造成严重破坏，随着环保政策的逐渐加强，高含硫量的可燃性气体的有效使用将受到限制。因此，cos的精脱除具有重要意义。
2、cos去除方法主要分为干式脱硫、湿式脱硫两大类。目前，湿法脱硫的工艺技术相对成熟，但仍存在设备庞大、传质过程中阻力大，脱除效率低、工业技术成本高的问题。与湿法脱硫相比较，干式脱硫具有转化率高、操作简单、不易发生副反应等优点。此外，当气氛中含硫量较低时，只有通过干式法才可达到最终脱除的效果，因而此方法得到了广泛的应用。干法脱硫主要分成吸附法和催化转化法，其中催化转化法又包括加氢转化催化法、催化水解法和催化氧化法。催化水解过程所需的水蒸气一般已存在于原料气中，不需要额外添加，且反应无需外加氢源。与氧化转化法和加氢转化法相比，催化水解法具有节省能源消耗、温度低、不消耗原料以及副反应少等优点。因此，水解转化法具有更为广泛的应用，受到了大量的关注。
3、目前应用广泛的水解催化剂是以al2o3作为载体，通过负载其它活性组分或助剂，改善催化活性，提高cos水解转化率。在al2o3上负载的活性组分主要有碱金属、碱土金属和过渡金属氧化物。如专利cn106861665a公开了一种al2o3羰基硫水解催化剂的制备方法，
4、此外，cos水解催化技术使用过程中，存在催化剂硫中毒问题。实验研究表明cos水解剂中毒原因主要有：1、低温时，硫的沉积是水解剂中毒的主要原因；2、h2s和o2同时作用时水解剂会发生中毒；3、氧气浓度对催化剂中毒有明显影响，氧气浓度提高催化剂失活速率增大。因此，提高cos水解剂抗硫中毒性能是cos催化剂制备和应用工艺的关键目标。例如，湖北省化学研究院的cn1844326a专利技术专利是在脱除过程中通过装入改性活性炭去除气体中的氧气组分，从工艺改进角度消除气体中o2对后续cos水解剂中毒的影响，最终提高cos水解催化剂抗中毒能力。然而，该专利技术存在工艺复杂、设备要求高和成本高等问题。
5、因此，研究一种能在中低温下具有抗硫中毒能力的水解催化剂，同时可降低成本，对环境友好，这具有重要意义。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于脱除有机硫的水解催化剂及其制备方法和应用。本专利技术通过添加第一活性组分和第二活性组分，获得了一种能在中低温下具有抗硫中毒能力的水解催化剂，第一活性组分改变了水解催化剂的碱性，其与第二活性组分的协同配合下，不仅提高了水解催化剂的抗硫中毒能力，而且对含有机硫气体中的有机硫实现了中低温精脱除，该有机硫的水解效果可达99％以上。此外，该水解催化剂制造成本低，且对环境友好，因此具有很强的实际应用价值，经济效益和社会效益显著。
2、为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种用于脱除有机硫的水解催化剂，所述水解催化剂包括载体以及负载在所述载体上的复合活性组分；
4、所述载体包括至少一种铝基氧化物；
5、所述复合活性组分包括第一活性组分和第二活性组分；
6、所述第一活性组分包括碱金属氧化物，所述第二活性组分包括钛基氧化物和/或钼基氧化物。
7、本专利技术通过添加第一活性组分和第二活性组分，获得了一种能在中低温下具有抗硫中毒能力的水解催化剂，第一活性组分改变了水解催化剂的碱性，其与第二活性组分的协同作用下，不仅提高了水解催化剂的抗硫中毒能力，而且对含有机硫气体中的有机硫实现了中低温精脱除，该有机硫的水解效果可达99％以上。此外，该水解催化剂制造成本低，且对环境友好，因此具有很强的实际应用价值，经济效益和社会效益显著。
8、作为本专利技术一种优选的技术方案，所述第二活性组分为钛基氧化物和钼基氧化物的组合物。
9、本专利技术中，添加钛基氧化物和钼基氧化物作为第二活性组分，可以对水解催化剂起到改性作用，有效提高水解催化剂的抗硫中毒能力，并且与第一活性组分协同作用，使得水解催化剂在保持高水解转化效率的同时，提高在含氧可燃性气体中的抗硫中毒能力，延长使用寿命。
10、优选地，所述碱金属氧化物中，碱金属包括na、k或cs中的任意一种或至少两种的组合，优选为na和k的组合。
11、作为本专利技术一种优选的技术方案，以所述水解催化剂的质量为基准，所述复合活性组分的质量百分比为15-20wt.％，例如可以是15wt.％、16wt.％、17wt.％、18wt.％、19wt.％、20wt.％等。
12、本专利技术中，若复合活性组分的质量百分比过小，即复合活性组分的用量过少，则水解转化效率较低，无法满足使用要求；若复合活性组分的质量百分比过大，即复合活性组分的用量过多，则对于水解后产生的无机硫吸附作用增强，不利用脱附释放，造成催化剂表面硫的沉积，从而导致催化剂硫中毒。
13、优选地，以所述水解催化剂的质量为基准，所述载体的质量百分比为80-85wt.％，例如可以是80wt.％、81wt.％、82wt.％、83wt.％、84wt.％或85wt.％等。
14、优选地，所述第一活性组分和所述第二活性组分的质量比为(5-10):(7-15)，其中，第一活性组分的选择范围“5-10”例如可以是5、6、7、8、9或10等，第二活性组分的选择范围“7-15”例如可以是7、8、9、10、11、12、13、14或15等。
15、本专利技术中，若第一活性组分和第二活性组分的质量比过小，即第二活性组分的用量过多，则催化水解转化效率降低；若第一活性组分和所述第二活性组分的质量比过大，即第二活性组分的用量过少，则抗硫中毒效果减弱，使用寿命缩短。
16、优选地，所述第二活性组分中，钛基氧化物和钼基氧化物的质量比为(5-10):(2-5)，其中，钛基氧化物的选择范围“5-10”，例如可以是5、6、7、8、9或10等，钼基氧化物的选择范围“2-5”，例如可以是2、3、4或5等。
17、作为本专利技术一种优选的技术方案，所述水解催化剂具有介孔孔道结构，所述介孔孔道结构的介孔直径为2-20nm，例如可以是2nm、4nm、10nm或20nm等。
18、本专利技术制备的水解催化剂存在介孔孔道结构，可以很好地吸附有机硫。
19、优选地，所述水解催化剂的bet比表面积为150-300m2/g，例如可以是150m2/g、200m2/g、250m2/g或300m2/g等。
20、本专利技术中，采用n2物理吸附法可以检测水解催化剂的bet比表面积。
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【技术保护点】
1.一种用于脱除有机硫的水解催化剂，其特征在于，所述水解催化剂包括载体以及负载在所述载体上的复合活性组分；
2.根据权利要求1所述的水解催化剂，其特征在于，所述第二活性组分为钛基氧化物和钼基氧化物的组合物；
3.根据权利要求1或2所述的水解催化剂，其特征在于，以所述水解催化剂的质量为基准，所述复合活性组分的质量百分比为15-20wt.％；
4.根据权利要求1-3任一项所述的水解催化剂，其特征在于，所述水解催化剂具有介孔孔道结构，所述介孔孔道结构的介孔直径为2-20nm。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的水解催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述载体前驱体包括拟薄水铝石、γ-三氧化二铝或羟基氧化铝中的任意一种或至少两种的组合；
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述混合的过程中伴有搅拌；
8.根据权利要求5-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
9.一种如权利要求1-4任一
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述水解催化剂脱除有机硫的过程中，空速为6000-1000h-1；
...【技术特征摘要】
1.一种用于脱除有机硫的水解催化剂，其特征在于，所述水解催化剂包括载体以及负载在所述载体上的复合活性组分；
2.根据权利要求1所述的水解催化剂，其特征在于，所述第二活性组分为钛基氧化物和钼基氧化物的组合物；
3.根据权利要求1或2所述的水解催化剂，其特征在于，以所述水解催化剂的质量为基准，所述复合活性组分的质量百分比为15-20wt.％；
4.根据权利要求1-3任一项所述的水解催化剂，其特征在于，所述水解催化剂具有介孔孔道结构，所述介孔孔道结构的介孔直径为2-20nm。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的水解催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔彦斌，曹二平，张战国，郑玉华，许光文，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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