一種二硫化碳轉(zhuǎn)化-吸收型脫硫劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及氣體中二硫化碳催化轉(zhuǎn)化-吸收型脫硫劑及其制備方法，屬于脫硫技 術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 眾所周知，有機(jī)硫廣泛存在于以煤、天然氣和石油為原料的化工生產(chǎn)原料氣中，它 的存在會(huì)造成后續(xù)生產(chǎn)過程中催化劑中毒失活。隨著劣質(zhì)煤和焦?fàn)t氣用于合成原料氣的制 備以及煤制氣多聯(lián)產(chǎn)和低溫水蒸氣變換等新技術(shù)或新工藝的研究、開發(fā)與使用，脫除高濃 度的有機(jī)硫受:到1?度重視。有機(jī)硫通常包括撰基硫（COS)和二硫化碳（CS 2)等，其中在化工 原料氣中，CS2含量約為COS含量的10%左右，CS2屬于極性分子，其水解過程中反應(yīng)如下所 示： CS2+H20 - C0S+H2S (I) C0S+H20 - C02+H2S (2) CS2+C0-2C0S (3) 在上述過程中，由于CS2在水解過程中會(huì)生成COS，且一氧化碳和硫化氫氣氛會(huì)影響CS2 的水解轉(zhuǎn)化率，因此要實(shí)現(xiàn)CS2的徹底去除非常困難。現(xiàn)有技術(shù)中，中國專利CN10112123A 公開了一種中溫二硫化碳水解催化劑，它是以球型Y -Al2O3作為載體，以堿金屬氧化物K2O 作為活性促進(jìn)劑，以過渡金屬氧化物二氧化鋯和稀土金屬氧化物三氧化二鑭作為改性劑， 通過等體積浸漬活性促進(jìn)劑和改性劑，經(jīng)焙燒后得到催化劑樣品，該催化劑有較好的抗積 碳和無變換副反應(yīng)的性能。
[0003] 上述催化劑在一定條件下雖然能夠?qū)崿F(xiàn)CS2的高效處理，但其適用的處理濃度只 在200~500mgS/m 3,而不適用于高濃度CS2場合的處理，而如何探索一種能夠在高濃度條 件下實(shí)現(xiàn)CS2高效轉(zhuǎn)化、吸收的脫硫劑，是現(xiàn)有技術(shù)尚未解決的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的CS2水解催化劑不適用于高濃度CS2場合的處理，本發(fā)提供 一種CS 2脫除濃度適用范圍廣的轉(zhuǎn)化-吸收型脫硫劑，本發(fā)明還提供了所述脫硫劑的制備 方法。
[0005] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案為： 一種催化轉(zhuǎn)化-吸收型二硫化碳的脫硫劑，包括以下組分： 磁性氧化鐵紅Fe21.333032 , 50~75重量份； 銳鈦礦型TiO2, 5~15重量份； K2O, 2~8重量份； Y -Al2O3, 5~20重量份； 粘結(jié)劑，5~10重量份。
[0006] 所述粘結(jié)劑為膨潤土、高嶺土、凹凸棒土或洋;t甘土中的一種或多種。
[0007] 所述催化轉(zhuǎn)化-吸收型二硫化碳的脫硫劑的制備方法，包括： (1) 將堿比為1~I. 1的FeSO4溶液與堿性物質(zhì)溶液或固體混合，經(jīng)沉淀、過濾后，在 250~400°C條件下焙燒得到磁性氧化鐵紅Fe 2h 333O32 ;或者 將堿比為1~I. 1的FeSO4固體和堿性物質(zhì)固體混合，經(jīng)過混捏、水洗、過濾后，在 250~400°C條件下焙燒得到磁性氧化鐵紅Fe2h 333O32 ; (2) 將50~75重量份的所述磁性氧化鐵紅Fe21.333 032、5~15重量份銳鈦礦型Ti02、 2~8重量份的K20、5~20重量份的γ -Al2O3和5~10重量份的粘結(jié)劑混合，經(jīng)常溫滾球 成型、干燥后即制備得到所述脫硫劑。
[0008] 步驟（1)中的焙燒溫度為350°C，焙燒時(shí)間為2~5h。
[0009] 所述堿性物質(zhì)為 IA 族的氫氧化物、Na2CO3, (NH4) 2C03、K2C03、NaHC03、NH 4HC03、KHCO3 中的一種或者多種。
[0010] 步驟（2)中的所述銳鈦礦型Ti02、K2O和γ -Al2O3，由6. 1-18. 4重量份的偏鈦酸、 2. 9-11. 7重量份的K2CO3和5. 9-23. 5重量份的擬薄水鋁石混合后，在500-700°C條件下焙 燒得到。
[0011] 所述偏鈦酸的制備方法為： 將鈦白副產(chǎn)物硫酸亞鐵固體加水溶解，加熱至40~100°C，加酸調(diào)節(jié)pH值為1~2,加 絮凝劑進(jìn)行沉淀，經(jīng)過濾即得到偏鈦酸。
[0012] 所述鈦白副產(chǎn)物硫酸亞鐵固體加水溶解得到的溶液中，F(xiàn)eSO4的濃度為1~ 2.5mol/L〇
[0013] 所述加酸調(diào)節(jié)所用的酸為自硝酸、鹽酸、硫酸中的一種或多種。
[0014] 本發(fā)明所述催化轉(zhuǎn)化-吸收型二硫化碳的脫硫劑的制備方法，步驟（1)將堿比為 1~I. 1的FeSO4溶液與堿性物質(zhì)溶液或固體混合，經(jīng)沉淀、過濾后，在250~400°C條件下 焙燒濾餅即得到磁性氧化鐵紅Fe 2h 333O32 ;其中FeSO4溶液與堿性物質(zhì)溶液或固體混合后會(huì) 發(fā)生反應(yīng)生成沉淀，作為優(yōu)選的實(shí)施方式，在過濾后，可先對濾餅進(jìn)行水洗，再進(jìn)行焙燒。
[0015] 或者上述反應(yīng)也可采用固相反應(yīng)的方式：將堿比為1~I. 1的FeSO4固體和堿 性物質(zhì)固體混合，經(jīng)過混捏、水洗、過濾后，在250~400°C條件下焙燒得到磁性氧化鐵紅 作21.333〇32。 步驟（2)將50~75重量份的所述磁性氧化鐵紅Fe21.333032、5~15重量份銳鈦礦型 Ti02、2~8重量份的K20、5~20重量份的γ -Al2O3和5~10重量份的粘結(jié)劑混合，經(jīng)常 溫滾球成型、干燥后即制備得到所述脫硫劑。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，本發(fā)明限定所述銳鈦礦 型 Ti02、K20 和 γ -Al2O3,由 6. 1-18. 4 重量份的偏鈦酸（TiO (OH) 2)、2· 9-11. 7 重量份的 K2CO3 和5. 9-23. 5重量份的擬薄水鋁石(一水合氧化鋁）混合后，在500-700°C條件下焙燒得到。 經(jīng)本發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，所述偏鈦酸、K 2CO3和擬薄水鋁石共同焙燒制備得到的所述銳鈦礦型 Ti02、K20和γ -Al2O3的混合物，用于制備所述催化轉(zhuǎn)化-吸收型二硫化碳的脫硫劑時(shí)，所述 脫硫劑具有異常優(yōu)良的硫容。
[0016] 本發(fā)明提供的催化轉(zhuǎn)化-吸收型二硫化碳的脫硫劑的優(yōu)點(diǎn)在于： (1)本發(fā)明提供的催化轉(zhuǎn)化-吸收型二硫化碳的脫硫劑，由磁性氧化鐵紅Fe2h 333O32、銳 鈦礦型TiO2、堿金屬氧化物1(20、Y-Al2O3以及粘結(jié)劑組成，本發(fā)明中的脫硫劑可以在中溫 下將氣體中CS 2轉(zhuǎn)化并吸收，濃度適應(yīng)范圍廣，可實(shí)現(xiàn)高濃度條件下CS2的精脫除，脫硫劑 在中溫條件下使用有很高的硫容。本發(fā)明中適宜含量的所述銳鈦礦型TiO2、堿金屬氧化物 Κ20、γ -Al2O3和磁性氧化鐵紅Fe21.3330 32相配合，使得所述脫硫劑具有非常優(yōu)化的堿性活性 中心，即使在高濃度CS2條件下也可以達(dá)到非常好的轉(zhuǎn)化-吸收效果。 (2)本發(fā)明提供的催化轉(zhuǎn)化-吸收型二硫化碳的脫硫劑，還限定所述銳鈦型TiO2為鈦 白副產(chǎn)物硫酸亞鐵中回收得到，硫酸法生產(chǎn)鈦白粉是以鈦鐵礦（FeTiO3)為原料，用硫酸分 解礦石，鈦和鐵均成為硫酸鹽而溶解，隨后鐵以硫酸亞鐵固體（FeSO 4 · 7Η20)的形式結(jié)晶析 出，與鈦液分離，成為生產(chǎn)鈦白的主要副產(chǎn)品，這種硫酸亞鐵固體中大概含有5%的Ti,至 今為止，這種硫酸法生產(chǎn)鈦白的副產(chǎn)物硫酸亞鐵固體尚未得到有效的回收利用，本發(fā)明通 過使用所述鈦白副產(chǎn)物，回收其中的Ti離子制備偏鈦酸，從而有效降低了脫硫劑的生產(chǎn)成 本。
【附圖說明】
[0017] 如圖1所示是本發(fā)明制備得到的磁性氧化鐵紅Fe2h 333O32的XRD圖譜。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 實(shí)施例1 偏鈦酸的制備： 在反應(yīng)器中稱取硫酸法生產(chǎn)鈦白粉的副產(chǎn)物硫酸亞鐵固體5kg，加水6L溶解，60°C加 熱30min，加酸調(diào)節(jié)pH值為1，加絮凝劑聚丙烯酰胺后趁熱過濾，得到偏鈦酸固體A，將所述 偏鈦酸A在IKTC干燥Ih。
[0019] 在反應(yīng)器中稱取硫酸法生產(chǎn)鈦白粉的副產(chǎn)物硫酸亞鐵固體I. 67kg，加水6L溶解， 100°C加熱30min，加酸調(diào)節(jié)pH值為2,加絮凝劑聚丙烯酰胺后趁熱過濾，得到偏鈦酸固體B， 將所述偏鈦酸B在IKTC干燥lh。
[0020] 實(shí)施例2 銳鈦礦型Ti02、K2O和γ -Al2O3的制備： 將步驟（1)中制備得到的偏鈦酸A、K2C03和擬薄水鋁石分別在500°C條件下進(jìn)行焙燒， 制備得到銳鈦礦型TiO2、K2O和γ -Al2O3。
[0021] 實(shí)施例3 本實(shí)施例中所述脫硫劑含有如下組分：磁性氧化鐵紅Fe21.333032 , 50重量份；銳鈦礦型 TiO2, 5重量份；K20, 2重量份；γ -Al2O3, 5重量份；膨潤土，5重量份。
[0022] 本實(shí)施例中所述催化轉(zhuǎn)化-吸收型二硫化碳的脫硫劑的制備方法為： (1)在燒杯中稱取固體FeSO4 · 7H20500g，加入454ml水，放在40°C水浴中溶解，完全溶 解后，加入Na2C03190g,二者的堿比為1 ;攪拌2h進(jìn)行沉淀反應(yīng),沉淀完成后進(jìn)行過濾,將濾 餅在350°C焙燒3h，得到磁性氧化鐵紅Fe21. 333 032。制備得到的所述磁性氧化鐵紅Fe2h 333O32 的XRD圖譜如圖1所示。
[0023] (2)將50重量份所述磁性氧化鐵紅Fe21.3330 32、5重量份銳鈦礦型Ti02、2重量份 K20、5重量份的γ -Al2O3和5重量份膨潤土混合，