一种有机硫水解催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种有机硫水解催化剂及其制备方法，通过配制可溶性镁盐和可溶性铁盐的混合溶液，混合溶液中镁离子物质的量与铁离子的物质的量的比值为3:1～7:1；配制氢氧化钠和无水碳酸钠的混合溶液；在搅拌可溶性镁盐和可溶性铁盐的混合溶液的同时，滴加入氢氧化钠和无水碳酸钠的混合溶液以调节pH值为9～11，滴加结束后升温至80～100℃，继续搅拌1～3h，后静置12～36h；将所得的产物进行焙烧处理，得到类水滑石衍生复合氧化物催化剂。制备得到的类水滑石衍生复合氧化物催化剂能够在低温下高效催化水解COS，且能同时脱除反应生成的H

Organic sulfur hydrolysis catalyst and preparation method thereof

The invention discloses an organic sulfur hydrolysis catalyst and its preparation method, through the mixed solution of soluble magnesium salt and soluble salts, the ratio of amount of iron ions and magnesium ions substance in the mixed solution of the amount of substance is 3:1 ~ 7:1; mixed solution of sodium hydroxide and anhydrous sodium carbonate; stirring soluble in the mixed solution magnesium salt and soluble iron salt and mixed solution of sodium hydroxide and anhydrous sodium carbonate to adjust the pH value of 9 ~ 11, dropping after the temperature reaches 80 to 100 DEG C, continue stirring for 1 ~ 3H, standing for 12 ~ 36h; the resulting products were calcined hydrotalcite obtained the derived composite oxide catalyst. The prepared hydrotalcite like composite oxide catalyst can catalyze the hydrolysis of COS at low temperature and can simultaneously remove the H generated by the reaction

【技术实现步骤摘要】
一种有机硫水解催化剂及其制备方法
本专利技术涉及一种脱硫催化剂及其制备方法，具体涉及一种有机硫水解催化剂及其制备方法。
技术介绍
有机硫广泛存在于天然气、石油气和各种工业尾气中。羰基硫(COS)是有机硫混合物的重要组成部分，它能被氧化形成硫氧化物且能促进光化学反应，促进酸雨的形成。此外，它会腐蚀管道设备，并造成脱硫催化剂的中毒。随着环保法规越来越严格以及从经济角度考虑，脱除COS具有重要意义。水解法是目前脱除COS的主要方法，其具有转化率高，耗能低，副反应少等优点。其脱除过程是：COS+H2O→CO2+H2S，COS一般先与水反应生成H2S，之后采用脱硫剂除去H2S。目前的COS水解催化剂主要有两类：一是以γ-Al2O3为代表的金属氧化物，另一种是以活性炭为代表的非金属氧化物。γ-Al2O3比表面积大，具有一定的表面活性，热稳定性和吸附性能，可以通过改变表面酸碱性的方法提高其性能，但其抗硫酸盐的能力较差。活性炭具有较丰富的孔道结构，良好的电子传导性和较弱的金属载体相互作用等特点。美国专利US4455446公布了一种在γ-Al2O3上负载硫化铂的COS水解催化剂，不足之处是其催化剂制备成本高，寿命短。中国专利CN1069673A公开了一种在γ-Al2O3上负载2～25％的K2CO3-COS水解催化剂，转化率虽高，但原料气含量很低，只有5mg/m3。中国专利CN105817265A公布了一种液体羰基硫水解催化剂，包含有机胺类化合物、相转移催化剂和无机助剂，成分较为复杂。中国专利CN104549542A公布了一种以TiO2改性铝土矿载体，以氧化钾和氧化钠为活性组分的COS水解催化剂具有较好的抗硫酸盐性能，但是反应温度较高。上述专利中提到的COS水解催化剂普遍存在反应温度高、成本高、制备过程较复杂的缺点。此外，对反应生成的H2S还需采用额外的脱硫剂进行脱除。因此如果能开发新型的催化剂在低温催化水解COS的同时又能同时脱除反应产生的H2S气体，无疑将大大促进该技术的发展与应用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是COS水解催化剂普遍存在反应温度高、成本高、制备过程较复杂的缺点，此外，对反应生成的H2S还需采用额外的脱硫剂进行脱除，过程复杂，目的在于提供一种有机硫水解催化剂及其制备方法，制备得到的类水滑石衍生复合氧化物催化剂能够在低温下高效催化水解COS，同时还能脱除反应生成的H2S气体。本专利技术通过下述技术方案实现：一种有机硫水解催化剂，以可溶性镁盐和可溶性铁盐为原料通过共沉淀法制得，所述可溶性镁盐和可溶性铁盐的物质的量的比值为3:1～7:1。优选地，所述可溶性镁盐为MgCl2、Mg(NO3)2、MgSO4中的一种或几种。优选地，所述可溶性铁盐为FeCl3、Fe(NO3)3、Fe2(SO4)3中的一种或几种。优选地，所述催化剂用于COS催化水解反应，所述反应温度为30℃～100℃。一种有机硫水解催化剂的制备方法，包括以下步骤：步骤A，按上述比例配制可溶性镁盐和可溶性铁盐的混合溶液；步骤B，配制氢氧化钠和无水碳酸钠的混合溶液；步骤C，在搅拌所述步骤A配制的可溶性镁盐和可溶性铁盐的混合溶液的同时，将所述步骤B配制的氢氧化钠和无水碳酸钠的混合溶液滴加入可溶性镁盐和可溶性铁盐的混合溶液中以调节pH值为9～11，滴加结束后升温至80～100℃，继续搅拌1～3h，然后静置12～36h；步骤D，将所述步骤C制得的产物进行离心、洗涤多次至中性，将得到的产物进行干燥制得镁铁类水滑石；步骤E，将所述步骤D制备的镁铁类水滑石经焙烧处理，得到类水滑石衍生复合氧化物催化剂。优选地，所述步骤B中，氢氧化钠和无水碳酸钠的物质的量的比值为：10～13。优选地，所述步骤C中，滴加速度为5ml/min。优选地，所述步骤D中，干燥温度为70～130℃，所述干燥的时间为6～18h。优选地，所述步骤E中，焙烧的温度为500～700℃，所述焙烧时间为3～5h。优选地，所述步骤E中，焙烧过程的升温速率为3～4℃/min。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本专利技术提供一种有机硫水解催化剂，所述催化剂可将气体中的COS脱除，并能同时脱除水解反应产生的H2S气体，不需要额外使用硫化氢脱除剂；2、本专利技术提供一种有机硫水解催化剂，所述催化剂在低温下可实现羰基硫的高效脱除，节能降耗，成本较低；3、本专利技术提供一种有机硫水解催化剂的制备方法，本专利技术采用的催化剂制备方法简单易行，无需负载活性组分，节省了合成催化剂的工作量，且所用原料廉价易得。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为本专利技术实施例1～5中催化剂A～E焙烧前对应类水滑石的XRD图；图2为本专利技术实施例1～5中焙烧后所得的催化剂A～E的XRD图；图3为本专利技术实施例3中催化剂C用于COS水解反应活性测试时所收集尾气的红外谱图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例1本专利技术一种有机硫水解催化剂的制备方法制备类水滑石衍生复合氧化物催化剂A，具体步骤依次为：步骤A，称取14.419g的Mg(NO3)2·6H2O和7.575g的Fe(NO3)3·9H2O并将其混合后完全溶于250ml去离子水中，溶解后超声分散10min，形成混合溶液a，其中，控制镁离子的物质的量与铁离子的物质的量的比值为3:1；步骤B，称取6.4g氢氧化钠和1.325g无水碳酸钠并将其混合后完全溶于250ml去离子水中，搅拌20min后倒入三口烧瓶中继续搅拌，形成混合溶液b；步骤C，在搅拌条件下，将所述混合溶液b用蠕动泵以5ml/min的速度缓慢滴加至混合溶液a中，滴加完毕后溶液的pH为9～11左右，待滴加完毕后升温至80℃，继续搅拌3h，然后静置36h；步骤D，将所述步骤C制备的产物进行离心、洗涤至中性，经70℃干燥18h得到类水滑石，标记为MgFe-LDH-3:1；步骤E，将步骤D所制备的MgFe-LDH-3:1置于马弗炉中，以3℃/min的速率升温至500℃经高温焙烧5h，即得所述催化剂A。实施例2本专利技术一种有机硫水解催化剂的制备方法制备类水滑石衍生复合氧化物催化剂B，具体步骤依次为：步骤A，称取15.380g的Mg(NO3)2·6H2O和6.060g的Fe(NO3)3·9H2O并将其混合后完全溶于250ml去离子水中，溶解后超声分散10min，形成混合溶液a，其中，控制镁离子的物质的量与铁离子的物质的量的比值为4:1；步骤B，称取6.4g氢氧化钠和1.325g无水碳酸钠并将其混合后完全溶于250ml去离子水中，搅拌20min后倒入三口烧瓶中继续搅拌，形成混合溶液b；步骤C，在搅拌条件下，将所述混合溶液b用蠕动泵以5ml/min的速度缓慢滴加至混合溶液a中，滴加完毕后溶液的pH为9～11之间，待滴加完毕后升温至85℃，继续搅拌2.5h，然后静置30h；步骤D，将所述步骤C制备的产物进行离心、洗涤至中性，经85℃干燥15h得到类水滑石，标记为MgFe-LDH-4:1；步骤E，将步骤D所制备的MgFe-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机硫水解催化剂，其特征在于，以可溶性镁盐和可溶性铁盐为原料通过共沉淀法制得，所述可溶性镁盐和可溶性铁盐的物质的量的比值为3:1～7:1。

【技术特征摘要】
1.一种有机硫水解催化剂，其特征在于，以可溶性镁盐和可溶性铁盐为原料通过共沉淀法制得，所述可溶性镁盐和可溶性铁盐的物质的量的比值为3:1～7:1。2.根据权利要求1所述的一种有机硫水解催化剂，其特征在于，所述可溶性镁盐为MgCl2、Mg(NO3)2、MgSO4中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的一种有机硫水解催化剂，其特征在于，所述可溶性铁盐为FeCl3、Fe(NO3)3、Fe2(SO4)3中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的一种有机硫水解催化剂，其特征在于，所述催化剂用于COS催化水解反应，所述反应温度为30℃～100℃。5.一种权利要求1至4任一项所述的有机硫水解催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A，按比例配制可溶性镁盐和可溶性铁盐的混合溶液；步骤B，配制氢氧化钠和无水碳酸钠的混合溶液；步骤C，在搅拌所述步骤A配制的可溶性镁盐和可溶性铁盐的混合溶液的同时，将所述步骤B配制的氢氧化钠和无水碳酸钠的混合溶液滴加入可溶性镁盐和可溶性铁盐的混合溶液中以调节pH值为...

【专利技术属性】
技术研发人员：江莉龙，沈丽娟，李翔，曹彦宁，雷淦昌，
申请(专利权)人：福州大学化肥催化剂国家工程研究中心，
类型：发明
国别省市：福建,35