本发明专利技术是关于选择氧化含硫化合物为元素硫的催化剂的。该催化剂包括至少一种催化活性材料及选择性地，一种载体材料。催化剂比表面大于２０ｍ＋［２］／ｇ，平均孔径至少２５Ａ。在反应条件下，催化剂对克劳斯反应基本上不显示活性。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
用于选择氧化硫化物成为元素硫的催化剂，其制法及选择氧化硫化物成为元素硫的方法本专利技术是关于选择氧化硫化物，尤其是硫化氢成为元素硫的催化剂，其制法及选择氧化硫化氢成为元素硫的方法的。对在一些化学工艺方法中进一步反应的气体，或提供给用户的或排放到大气中的气体，必须进行净化处理，脱除其中的硫化物，特别是硫化氢，这一点是普遍公知的。因此，一些脱除气体中硫化氢的工艺方法也是公知的。将硫化氢转化为无害的元素硫的诸多著名方法之一就是所谓的克劳斯法。不过，在克劳斯法中，不能将H2S定量转化为元素硫，其主要原因是下述克劳斯反应进行得不完全： (1)使得仍有残余量的H2O和SO2存在。目前，一般已不允许排放含H2S的废气，所以要将该废气燃烧掉，其间将硫化氢和其它硫化物及气相中的元素硫都氧化成二氧化硫。随着保护环境的规定日益严格，上述作法因排放的二氧化硫浓度太高而不再允许。所以必须在所谓的-->尾气装置中进一步处理克劳斯反应装置排放的废气，即所谓的尾气。尾气处理法为本领域普通技术人员所公知。最知名且迄今最有效的尾气处理法是SCOT法(参见GB-A-1461070)。在该法中，使尾气与氢气一起经过负载在Al2O3载体上的氧化钴/氧化钼催化剂，由此使其中的SO2被催化还原为H2S。再按常规方式，利用液体吸收分离所有的H2S。SCOT法的一个缺点是需要复杂的装置。另一个缺点是从吸收剂中再脱除硫化氢时所需能耗较高。另一种可以将尾气中的硫化氢转化为元素硫的方法是US-A4311683中所述的BSR Selectox法。根据该法，使含H2S的气体与氧气混合，经过含氧化钒和硫化钒，负载在非碱性的、多孔的耐高温氧化物载体上的催化剂。SCOT法和Selectox法的一个严重的缺点在于，在两法中，使硫化物氢化生成H2S后，必须先将尾气冷却，除去较大部分的水份，因为水严重干扰了H2S的吸收和氧化过程。由于涉及到的投资费用较高，使这些已知方法中尾气处理的成本费用也很高。US4197277中公开了另一种将H2S氧化为元素硫的方法。根据该文献，使含硫化氢的气体与一种氧化气体一起经过一种催化剂。该催化剂包括作为活性材料的氧化铁和氧化钒以及作为载体材料的氧化铝。此外，浸有活性材料的载体材料的比表面大于30m2/g，孔体积为0.4-0.8cm3/g，且总孔体中至少12.5％是由孔径大于300的孔构成的。已发现用该催化剂，至少部分地建立了克劳斯反应平衡，因此SO2的生成是不可避免的，所以该法的效率不高。-->下列付反应的出现，通常对与H2S转化为元素硫的转化率有关的效率产生不利影响：1.硫的继续氧化反应：2.克劳斯反应的逆反应：其中曾经生成的硫与所含的水蒸汽反应，重新生成硫化氢和二氧化硫。上述付反应的发生，部分地取决于实际的反应条件。通常除元素硫外，尾气中还含有大量水蒸汽，其含量可在10-40％(体积)范围内。水蒸汽强烈地促进了克劳斯反应的逆反应。大量排除水蒸汽，从技术上讲显然是不利的，例如需要额外的冷却/加热段，额外的硫回收段或加氢段及其随后的排水骤冷段。所以需要一种转化为元素硫的转化率不受原料气中水含量影响的工艺方法。另一种重要情况是，选择氧化过程中一般要用一些过量的氧，这不仅是为了防止H2S“漏网”，而且也是出于控制技术方面的考虑。但这种过量的氧使得生成的元素硫继续氧化，对该方法的效率产生不利影响。US4818740公开了一种可选择氧化H2S为元素硫的催化剂。使用该催化剂，可在很大程度上避免上述付反应发生，而使主反应： (4)达到足够高的转化率和选择性。根据该文献，其催化剂包括一在反应条件下，其暴露于气相的表面不呈碱性的载体和一负载于该表面上的催化活性材料。此外，该催-->化剂的比表面小于20m2/g，催化剂中不到10％的总孔体积其孔径(pcre radius)为5-500。 虽然在从混合气中脱除硫化物领域内，该催化剂是一大突破，但已发现还需且也可以作进一步改进。由于对先有催化剂的比表面和孔径分布所强加的限制，这些限制在实现所需效果方面发挥了基本的作用，所以也必须限制催化剂中活性材料的用量。结果是，用上述美国专利的催化剂可能达到的硫的收率受到了一些限制。由于上述专利的催化剂的点火温度相当高，因此须在低空速下操作，这导致须用相当大量的催化剂，否则气体和催化剂床层的终点温度将高到可使硫在高温下氧化。本专利技术的目的是提供一种选择氧化硫化物为元素硫的催化剂。该催化剂具有较大的比表面，却没有上述美国专利所述的较大比表面所具有的缺点。本专利技术是关于选择氧化含硫化合物为元素硫的催化剂的。该催化剂包括至少一种催化活性材料及选择性地一种载体。催化剂比表面大于20m2/g，平均孔径至少25。催化剂在反应条件下对克劳斯反应基本上不显示活性。我们现已出人意料地发现这样一种特殊的催化剂，该催化剂具有相当大的比表面，且同时具有较高的活性和较好的选择性。的确，根据上述美国专利公开的内容，可以期望活性可能得到改进，但对元素硫的选择性却要大大降低。不过，已发现，只要满足上述对孔径和最低克劳斯活性的要求，选择性会很好。这最后一个要求是一种非常苛刻的要求，在比表面超过20m2/g情况下，只有有限数目的材料能够满足该要求。上述US4818740-->中实例所用材料，如比表面超过20m2/g，一般满足不了这一要求。其中主要采用的氧化铝总是含有一定量的γ一氧化铝，该氧化铝在这种比表面情况下，克劳斯活性很高。所以，本专利技术满足了这种重大需求，因为现在可以采用这样一种催化剂，该催化剂具有US4818740中公开的催化剂的优点，同时又可采用较大的比表面。通过将本专利技术的这些特征，即最小的或无克劳斯活性与平均孔径至少25结合在一起得到的催化剂，具有很高的活性和选择性，这一点尤其出入意料。根据本专利技术得到的催化剂的优点之一是明显改进了单位体积催化剂的活性。这一点好处很大，特别是在希望扩大现有反应器的处理能力的时候。值得注意的是，本专利技术中，将缺少克劳斯活性定义为在250℃，最小的化学计量含量的氧存在下，不存在水对H2S氧化生成硫的选择性的影响。更具体面言，这意味着有30％(体积)水存在时，生成元素硫的反应的选择性低于无水存在时的选择性不应超过15％。这一克劳斯活性的定义是基于克劳斯反应的逆反应： (3)如果材料具有克劳斯活性，水的存在会导致反应向生成H2S和SO2。的方向进行，这时至少有一部分硫重新转化为H2S和SO2。存在的氧再将H2S氧化为硫和水蒸汽，此后克劳斯活性催化剂将硫转化目SO2。由于这些反应同时发生，具有克劳斯活性位的催化剂在水存在下将使选择性大大降低。在本专利技术范围内，“比表面”指根据S.Brunauer等人定义的BET表面积(J.A.C.S.60，309(1938))。根据所谓的三点测量在77K用氮吸附。计算时将一个氮分子的表面积-->确定为16.22。利用下列公式，由一圆柱孔模型确定出平均孔径：上式中的孔体积是通过真空下水浸透，测定重量而确定的。此孔体积也可利用压汞孔率计，在直到2000巴压力下测定。用两种方法得到的结果具有很好的一致性。与US4818740所述不同，本专利技术催化剂的比本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于选择氧化含硫化合物为元素硫的催化剂，包括至少一种催化活性材料和选择性地，一种载体，该催化剂比表面大于２０ｍ↑［２］／ｇ，平均孔径至少２５埃，在反应条件下，该催化剂对克劳斯反应基本上不显示活性。
【技术特征摘要】
NL 1989-10-31 8902690;NL 1989-7-21 89018931.一种用于选择氧化含硫化合物为元素硫的催化剂，包括至少一种催化活性材料和选择性地，一种载体，该催化剂比表面大于20m2/g，平均孔径至少25，在反应条件下，该催化剂对克劳斯反应基本上不显示活性。2.根据权利要求1的催化剂，其特征在于平均孔径大于50。3.根据权利要求2的催化剂，其特征在于平均孔径大于200，且最好大于325。4.根据权利要求1-3的催化剂，其特征在于比表面大于25m2/g。5.根据权利要求1-3的催化剂，其特征在于平均孔径不超过2000。6.根据权利要求1-5的催化剂，其特征在于催化剂活性材料负载到载体材料上。7.根据权利要求6的催化剂，其特征在于载体材料是SiO2。8.根据权利要求6或7的催化剂，其特征在于载体上催化活性材料含量为0.1-10wt％，按催化剂总重量计。9.根据权利要求6-8的催化剂，其特征在于催化活性材料是一种金属化合物、或一种金属化合物的混合物，并选择性地，与一种或几种非金属化合物结合。10.根据权利要求9的催化剂，其特征在于金属化合物是一种铁化合物或铁化合物与铬化合物的一种混合物。11.根据权利要求1-10的催化剂，其特征在于含有一种或一种以上的磷化合物。12....
【专利技术属性】
技术研发人员：彼得约翰范登布林克，约翰威廉吉斯，
申请(专利权)人：VEG气体研究所公司，廉普雷姆公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]
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