一种改性离子液脱硫催化剂失活后的再生方法技术

本发明专利技术公开了一种改性离子液脱硫催化剂失活后的再生方法，具体涉及以N‑甲基二乙醇胺、柠檬酸钠、氯化铵为原料制备的改性离子液脱硫催化剂失活后的再生方法。首先将失活的离子液脱硫催化剂冷却至室温，抽滤去除离子液中的单质硫，然后加热，再加入去离子水并搅拌，最后调节pH至弱碱性，即可得再生催化剂。本发明专利技术再生方法操作简单，pH调节试剂廉价易得，易实现工业化应用，同时再生过程中也能很好地回收单质硫，再生后的催化剂活性恢复理想，可广泛用于各类气源中羰基硫、二硫化碳、硫化氢的同时脱除。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种改性离子液脱硫催化剂失活后的再生方法，具体地说是一种以N-甲基二乙醇胺、柠檬酸钠、氯化铵为原料制备的改性离子液催化剂失活后的再生方法，属于催化剂再生领域。
技术介绍
离子液体是一种全新的介质和软功能材料，在绿色化学领域发展迅猛，其较低的挥发性、宽液程以及性质可调、结构可设计的特性，受到了学术界的高度重视，使其应用领域不断扩大，从早期的化学制备领域已经逐步扩展到材料科学、环境科学、石油化工等领域，并迅速成为各领域的研究热点，逐步走进工业应用。目前，去除COS和CS2的常用方法是催化水解法，即COS和CS2在水解催化剂的作用下和H2O发生水解反应生成CO2和H2S，虽然其产物CO2和H2S的危害性和处理难度都大大降低，但是产生的H2S在氧气和水的存在条件下会被继续氧化为硫酸盐/亚硫酸盐物种，造成了资源的浪费，通过离子液的选择性氧化和催化水解作用，可以在COS、CS2催化水解的同时，将H2S选择性氧化为单质S，并可以同时回收单质S，这不仅解决COS、CS2和H2S的净化问题，还能利用硫资源。申请号为201610581566.7的专利申请公开了“一种用于脱硫的改性离子液催化剂的制备方法”，将N-甲基二乙醇胺、柠檬酸钠、氯化铵一定比例混合后搅拌，用碱性溶液调节pH为7.5-8.5，再加入金属盐并搅拌，制得改性离子液催化剂；该催化剂用于羰基硫、二硫化碳、硫化氢的脱除，工艺简洁，操作便捷，可连续运行，烟气中的羰基硫、二硫化碳、硫化氢在净化过程中得到脱除及资源化利用，无二次污染。然而长时间的使用也会逐渐降低催化活性，最终导致催化剂失活。因此对失活催化剂进行再生，不仅能高效地恢复离子液的脱硫活性，且再生过程中能够很好地回收单质硫。目前，关于以N-甲基二乙醇胺、柠檬酸钠、氯化铵为原料制备的改性离子液脱硫催化剂的再生方法未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种以N-甲基二乙醇胺、柠檬酸钠、氯化铵为原料制备的改性离子液脱硫催化剂失活后的再生方法，该方法不仅能高效地恢复催化剂的脱硫活性，还能在再生过程中很好地回收单质硫。本专利技术通过以下技术方案实现，具体步骤如下：（1）将失活后的以N-甲基二乙醇胺、柠檬酸钠、氯化铵为原料制备的改性离子液脱硫催化剂冷却至室温，抽滤去除离子液中的单质硫并回收；（2）将抽滤后的离子液于110~150℃加热4~7h，然后冷却至室温；（3）向离子液中加入去离子水，去离子水和离子液的质量比为0.8~1.2:1，在50~70℃下搅拌30min；（4）向混合液中滴加摩尔浓度为0.05-0.15mol/L的碱性溶液（碱性溶液为NaOH溶液、KOH溶液、NaHCO3溶液、KHCO3溶液、K2CO3溶液、Na2CO3溶液中的一种或几种混合）并搅拌，调节混合液的pH为7.5~8.5呈弱碱性，即可得再生离子液催化剂。本专利技术的优点和技术效果：（1）本专利技术再生方法操作简单，催化剂的再生时间相对较短，pH调节试剂廉价易得，易实现工业化应用，再生后的催化剂活性恢复理想，可广泛用于各类气源中羰基硫、二硫化碳、硫化氢的同时脱除；（2）再生方法不仅能高效地恢复离子液的脱硫活性，且再生过程中能够很好地回收单质硫。附图说明图1为实施例1再生离子液催化剂的COS、CS2和H2S催化转化效率；图2为实施例2再生离子液催化剂的COS、CS2和H2S催化转化效率；图3为实施例3再生离子液催化剂的COS、CS2和H2S催化转化效率；图4为新鲜的以N-甲基二乙醇胺、柠檬酸钠、氯化铵为原料制备的改性离子液催化剂的COS、CS2和H2S催化转化效率。具体实施方式下面结合具体实施例进一步详细描述本专利技术，但本专利技术保护范围并不限于如下所述内容，以下实施例中催化剂的活性可以用COS、CS2和H2S的转化率来表示。实施例1将失活后的以N-甲基二乙醇胺、柠檬酸钠、氯化铵为原料制备的改性离子液脱硫催化剂冷却至室温，抽滤去除离子液中的单质硫并回收；将抽滤后的离子液在110℃下于油浴锅中加热7h，然后冷却至室温；按去离子水和离子液的质量比为1.2:1向离子液中加入去离子水，在70℃下搅拌30min；向混合液中滴加摩尔浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液并搅拌至pH为8.0，即得再生离子液催化剂。催化剂的活性测试在Φ20mm×150mm的玻璃反应器中进行，反应条件为：COS浓度500ppm、CS2浓度50ppm、H2S浓度500ppm、气体流速500mL/min、离子液体积20mL、反应温度60℃、氧气含量5%，COS、CS2和H2S催化转化率结果见图1，从图中可以得出100%的COS转化率能维持360min，100%的CS2转化率能维持540min，100%的H2S转化率能维持330min，相比新鲜的以N-甲基二乙醇胺、柠檬酸钠、氯化铵为原料制备的改性离子液催化剂（图4），再生性能较好，这表明再生方法对离子液催化活性的恢复有明显的效果。实施例2将失活后的以N-甲基二乙醇胺、柠檬酸钠、氯化铵为原料制备的改性离子液脱硫催化剂冷却至室温，抽滤去除离子液中的单质硫并回收；将抽滤后的离子液在150℃下于油浴锅中加热4h，然后冷却至室温；按去离子水和离子液的质量比为0.8:1向离子液中加入去离子水，在50℃下搅拌30min；向混合液中滴加摩尔浓度为0.05mol/L的碳酸氢钾溶液并搅拌至pH为8.5，即得再生离子液催化剂。催化剂的活性测试在Φ20mm×150mm的玻璃反应器中进行，反应条件为：COS浓度500ppm、CS2浓度50ppm、H2S浓度500ppm、气体流速500mL/min、离子液体积20mL、反应温度60℃、氧气含量5%，COS、CS2和H2S催化转化率结果见图2，从图中可以得出100%的COS转化率能维持390min，100%的CS2转化率能维持510min，100%的H2S转化率能维持360min，相比新鲜的以N-甲基二乙醇胺、柠檬酸钠、氯化铵为原料制备的改性离子液催化剂（图4），再生性能较好，这表明再生方法对离子液催化活性的恢复有明显的效果。实施例3将失活后的以N-甲基二乙醇胺、柠檬酸钠、氯化铵为原料制备的改性离子液脱硫催化剂冷却至室温，抽滤去除离子液中的单质硫并回收；将抽滤后的离子液在130℃下于油浴锅中加热6h，然后冷却至室温；按去离子水和离子液的质量比为1.1:1向离子液中加入去离子水，在60℃下搅拌30min；向混合液中滴加摩尔浓度为0.15mol/L的氢氧化钾和碳酸钠的混合溶液并搅拌至pH为7.5，即得再生离子液催化剂。催化剂的活性测试在Φ20mm×150mm的玻璃反应器中进行，反应条件为：COS浓度500ppm、CS2浓度50ppm、H2S浓度500ppm、气体流速500mL/min、离子液体积20mL、反应温度60℃、氧气含量5%，COS、CS2和H2S催化转化率结果见图3，从图中可以得出100%的COS转化率能维持360min，100%的CS2转化率能维持540min，100%的H2S转化率能维持360min，相比新鲜的以N-甲基二乙醇胺、柠檬酸钠、氯化铵为原料制备的改性离子液催化剂（图4），再生性能较好，这表明再生方法对离子液催化活性的恢复有明显的效果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以N‑甲基二乙醇胺、柠檬酸钠、氯化铵为原料制备的改性离子液脱硫催化剂失活后的再生方法，按如下步骤进行：（1）将失活后的催化剂冷却至室温，抽滤去除离子液中的单质硫并回收；（2）将抽滤后的离子液在110~150℃加热4~7h，然后冷却至室温；（3）向离子液中加入去离子水，在50~70℃的温度下搅拌30min；（4）向混合液中滴加碱性溶液并搅拌，调节混合液的pH呈弱碱性，即可得再生离子液催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种以N-甲基二乙醇胺、柠檬酸钠、氯化铵为原料制备的改性离子液脱硫催化剂失活后的再生方法，按如下步骤进行：（1）将失活后的催化剂冷却至室温，抽滤去除离子液中的单质硫并回收；（2）将抽滤后的离子液在110~150℃加热4~7h，然后冷却至室温；（3）向离子液中加入去离子水，在50~70℃的温度下搅拌30min；（4）向混合液中滴加碱性溶液并搅拌，调节混合液的pH呈弱碱性，即可得再生离子液催化剂。2.根据权利要求1所述的再生方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁平，宋辛，李凯，孙鑫，汤立红，王驰，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53