用于钴钼系催化剂硫化的固体硫化剂及制备.pdf

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摘要
申请专利号:

CN90104955.7

申请日:

1990.07.25

公开号:

CN1048175A

公开日:

1991.01.02

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

|||授权|||审定||||||公开

IPC分类号:

B01J37/20; C01B3/16; B01J23/94; B01J27/30

主分类号:

B01J37/20; C01B3/16; B01J23/94; B01J27/30

申请人:

湖北省化学研究所;

发明人:

薛全康; 郭慎远; 吴大天; 马步勇; 陈劲松

地址:

430074湖北省武汉市武昌关山

优先权:

专利代理机构:

湖北省专利事务所

代理人:

张安国

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内容摘要

一种用于Co-Mo系一氧化碳变换催化剂硫化的固体硫化剂及其制备方法,该硫化剂是将单质硫或多硫化铵,多硫化钠,硫化铁等含硫化合物与添加剂(含有双键的高聚物、硫化剂、硫化促进剂或过渡元素的无机氧化物、硫化物)及载体Al2O3或SiO2、ZnO、MgO、硅藻土和胶接料水玻璃或石膏、硅溶胶充分混合后,经成型烘干制得。该硫化剂与氢气或半水煤气中氢在较低温度下反应,稳定地产生高浓度H2S,完全满足Co-Mo系催化剂硫化工艺要求,使

权利要求书

1: 一种用于Co-Mo系耐硫一氧化碳变换催化剂硫化的固体硫化剂,其特征是组成包括: (1)单质硫(各种方法提取的单质硫)或/和化合硫(如多硫化铵,多硫化钠,硫化铁等),以硫化剂重量计含纯硫量为10-75%, (2)添加剂,有机或/和无机添加剂,如含有双键的高聚物,有机硫化剂,硫化促进剂,象丁苯橡胶,顺丁橡胶,天然橡胶、丁腈橡胶,羧基丁苯胶,羧基聚丁二烯,羧基天然胶以及它们的胶乳等,象烷基苯酚硫化物,脂肪基的多硫化物及二硫代氨基甲酸盐SDC,TP,PZ,EZ,秋兰姆类TMTD、TETD、PTD,噻唑类M,DM,CZ,硫脲类DBTD、CA,过渡元素Fe、Co、Ni、Mo、W等的无机氧化物或硫化物中的一种或多种配合物,添加剂量为硫化剂重量的1-30%, (3)载体,如Al 2 O 3 、SiO 2 、ZnO、MgO、CaSO 4 、硅藻土中一种或多种配合物,载体量为硫化剂重量的20-70%, (4)胶粘料,如水玻璃,石膏,硅溶胶中1种或多种的配合物,其量为硫化剂重量的4-30%。
2: 如权利要求1的固体硫化剂,其特征是更佳组成按硫化剂计为: 单质硫或/和化合硫40-60% 添加剂  5-20% 载体  30-50% 胶粘料  10-18%。
3: 制备权利要求1固体硫化剂的方法,其特征是将单质硫或化合硫与添加剂,载体 采用剪切法或搅拌法混合均匀,过20-80目筛,再加入适量的胶粘料混匀,挤压成直径4-12毫米的条,烘干,长度为自然断裂长度,或用打片机打片成型,一般为5×5毫米圆柱。

说明书


本发明涉及专门用于Co-Mo系一氧化碳变换催化剂硫化的固体硫化剂及其制备方法。

    目前Co-Mo系变换催化剂因其低温活性好,已在大小合成氨厂得到广泛的使用,取得了显著的节能降耗效果。Co-Mo系催化剂产品出厂时是氧化态,几乎没有变换活性,需要在使用厂的生产设备中,先将催化剂进行硫化活化,使氧化态的钴和钼转化为硫化态。然后投入生产,方显出高变换活性。

    硫化方法是,一定温度下的半水煤气,通过装有硫化剂的容器,产生含一定浓度硫化氢的硫化原料气,该气体通过Co-Mo催化剂床层,逐步将催化剂中的CoO和MoO3转化为CoS和MoS2。

    当前Co-Mo系催化剂硫化最普遍使用的是二硫化碳,这是一种易燃易爆的低沸点(沸点46.3℃、自燃点105℃)有机溶剂,有毒,恶臭,对皮肤和粘膜有刺激作用,在运输、保管和使用上非常不安全和不方便,常发生着火甚至爆炸等事故。

    其他尚有用硫泡沫,硫铁矿等加入造气炉中,发生含一定浓度H2S的气体来硫化催化剂的技术。但是,这种方法的缺点是限于在全厂停车的情况下使用,而且H2S含量不易按硫化需要任意调节,会恶化造气炉工况,加重对设备腐蚀作用。

    本发明的宗旨是提供一种固体硫化剂,它运输、保管和使用都安全可靠,使用工艺简便易行,用它硫化的催化剂活性高。该固体硫化剂具有在较低温度下(只要160℃或略高于160℃)与半水煤气中的氢气反应,稳定地产生高浓度H2S的性能,完全符合硫化工艺要求,由于生成H2S的反应为放热反应,不需要外加热源。

    本发明的固体硫化剂组成物包括:

    (1)单质硫(用各种方法提取的单质硫黄)或/和化合硫(如多硫化铵,多硫化钠,硫化铁等),以硫化剂重量计含纯硫量为10-75%,更好为40-60%,

    (2)添加剂

    a、有机添加剂,包括含有双键的高聚物,硫化剂、硫化促进剂等,象丁苯橡胶,顺丁橡胶、天然橡胶、丁腈橡胶、羧基丁苯胶,羧基聚丁二烯,羧基天然胶以及它们的胶乳等;象烷基苯酚一硫化物,烷基苯酚二硫化物,脂肪基的多硫化物及二硫代氨基甲酸盐SDC、TP、PZ、EZ,秋兰姆类TMTD、TETD、PTD,噻唑类M、DM、CZ,硫脲类DBTU、CA等硫化剂和硫化促进剂,它们中地一种或多种的配合物,

    或b、无机添加剂,包括过渡元素Fe、Co、Ni、Mo、W等的氧化物或/和硫化物中一种或多种配合物,

    或c、上述a和b的混合物,

    添加剂在硫化剂中的含量为1-30%,更好为5-20%,

    (3)载体,如Al2O3、SiO2、ZnO、MgO、CaSO4,硅藻土等中一种或多种的配合物,载体在硫化剂中的含量为20-70%,更好为30-50%,

    (4)胶粘料,如水玻璃,石膏,硅溶胶中一种或多种配合使用,其含量为硫化剂的4-30%,最好10-18%,

    本固体硫化剂的制备方法是将称好的所需重量的单质硫或/和化合硫与载体、添加剂采用机械剪切法或搅拌法混合均匀,需粉碎的用粉碎机粉碎后,过20-80目筛,加入适量的胶粘料混合,挤压成直径4-12毫米的条,烘干成型、长度为自然断裂不等长度,或用打片机打片成型,片可大可小,一般为5×5毫米圆柱状。

    实施例1,称取升华硫64.4克,硅藻土20克,有机添加剂丁苯橡胶(或顺丁橡胶、丁腈橡胶,羧基丁苯胶)10.4克、TMTD或PTD0.2克,用双辊机混匀后,用粉碎机粉碎,20目筛、加入石膏粉5克混匀,用打片机打成5×5毫米的圆柱体。

    此固体硫化剂释放H2S的温度和量及对钴-钼系变换催化剂硫化后活性的测试,在微型反应器中进行,反应管直径为20毫米,管外有加热控温装置,将此固体硫化剂12克和30克市售的钴-钼催化剂分别装入编号为1#和2#反应管中,通入的含氢气体为半水煤气,1#管通入的半水煤气的气流速度可根据硫化的需要来控制,约在25毫升/分左右,反应后产生的H2S再混进通入2#管的半水煤气中,气流速度控制在250毫升/分。当反应管温度升到170℃时,开始产生H2S气体,控制1#管半水煤气的流量,使H2S浓度在进入2#反应管前保持在50克/米3左右,2#管按变换催化剂硫化的工艺程序升温,硫化温度一般控制在250-450℃,时间8-10小时。

    只要控制好进入反应管1#的半水煤气的流量,在硫化所需的温度和时间条件下,此固体硫化剂始终可以产生所需浓度的H2S气体,H2S的浓度可以控制在6-150克/米3,甚至更大的范围内。

    经此固体硫化剂硫化后的变换催化剂在190℃下,当汽气比为0.5,常压、空速为500-1时,测得变换率达90%。

    实施例2,称取单质硫55克,Al2O320克,SiO210克,MgO5克,ZnO5克,无机添加剂Fe2O31克,CoO1克,MoO3克,用粉碎机粉碎混匀后,过60目筛,再加5克硅溶胶或水玻璃,在快速搅拌机中混匀,挤压成直径4-12毫米条状,烘干。

    测定此固体硫化剂开始释放H2S的温度,H2S的释放量,硫化变换催化剂的工艺条件,及硫化后催化剂活性的测定装置及试验步骤同实施例1。

    当反应管温度升至202℃时,开始产生H2S,根据硫化程序的需要,控制半水煤气的流量,可使固体硫化剂持续稳定地产生所需浓度的H2S气体,经此硫化剂硫化的变换催化剂在190℃下,其余条件同例1时,测得的一氧化碳变换率为90%。

    实施例3,称取多硫化铵或多硫化钠80克,Al2O320克,SiO210克,无机添加剂FeS1克,NiS1克,MoS21克,CoO1克,MoO34克,石膏粉20克,在快速搅拌机中混合均匀后,用打片机打成5×5毫米的圆柱体。

    测试方法和步骤同实施例1。

    当反应管温度升至210℃时,开始产生H2S气体,控制半水煤气的流量,此固体硫化剂可持续稳定地产生所需浓度的H2S气体,经此硫化剂硫化的变换催化剂,在190℃下,当其余条件同例1时,测得可使一氧化碳的变换率达85%。

    实施例4,称取单质硫15克,天然胶乳3克,丁苯橡胶或羧基聚丁二烯3克,TP或SDC、PZ0.03克TETD或PTD0.05克,用双辊机混匀后,粉碎过20目筛,再与Al2O330克,SiO220克,MgO10克,ZnO10克,FeS2.5克,CoS2克,CoO0.5克,MoO32克,Fe2O32克,石膏粉40克,混合均匀,用打片机打成5×5毫米的圆柱体。

    测试方法和步骤同实施例1。

    当反应管温度升至180℃时,开始产生H2S气体,控制半水煤气的流量,此固体硫化剂可持续稳定地释放出所需浓度的H2S气体。

    经此硫化剂硫化的变换催化剂,在190℃下,其余条件同例1时,测得的一氧化碳变换率为83%。

    实施例5,称取单质75克,TMTD7.5克或CZ8克,硅藻土5克,Al2O35克,ZnO5克,SiO22.5克,石膏10克,用快速搅拌机混合均匀,再用打片机打成5×5毫米圆柱体。

    测试方法和步骤同实施例1。

    当反应管温度升至160℃时,开始产生H2S,控制半水煤气的流量,此固体硫化剂可以持续稳定地释放出所需浓度的H2S气体。

    经此硫化剂硫化的变换催化剂,在190℃下,其余条件同例1时,测得的一氧化碳变换率为84%。

    实施例6,称取单质硫10克,M或DM、DBTU1克,硬脂酸0.2克,ZnO5克,MgO5克,MgCo35克,Al2O350克,SiO223.8克,石膏5克,用快速搅拌机混合均匀,再用打片机打成5×5毫米的圆柱体。

    测试方法和步骤同实施例1,1#反应管中固体硫化剂的量可根据硫化剂含硫量的多少酌情增减。

    当反应管温度升至160℃时,开始产生H2S,控制半水煤气的流量,此固体硫化剂可以持续稳定地释放出所需浓度的H2S气体。

    经此硫化剂硫化的变换催化剂,在190℃下,其余条件同例1,测得的一氧化碳的变换率为83%。

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一种用于Co-Mo系一氧化碳变换催化剂硫化的固体硫化剂及其制备方法,该硫化剂是将单质硫或多硫化铵,多硫化钠,硫化铁等含硫化合物与添加剂(含有双键的高聚物、硫化剂、硫化促进剂或过渡元素的无机氧化物、硫化物)及载体Al2O3或SiO2、ZnO、MgO、硅藻土和胶接料水玻璃或石膏、硅溶胶充分混合后,经成型烘干制得。该硫化剂与氢气或半水煤气中氢在较低温度下反应,稳定地产生高浓度H2S,完全满足Co-Mo系。

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