专利名称：一种焦炉煤气回收硫催化剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种催化剂及其制备方法，特别是一种对焦炉煤气中的H2S和S02进行 净化及回收的催化剂及其制备方法。
背景技术：
焦炉煤气是指用几种烟煤配成炼焦用煤，在炼焦炉中经高温干馏后，在产出焦炭和 焦油产品的同时所得到的可燃气体，是炼焦产品的副产品，主要作燃料和化工原料。焦 炉煤气主要由氢气和甲烷构成，分别占56%和27%,并有少量一氧化碳、二氧化碳、氮 气、氧气、氨气、硫化氢和二氧化硫气体。
焦炉煤气中氨气、硫化氢和二氧化硫气体毒性很大，必须经过处理回收。现有处理 工艺多采用脱氨脱硫一体化工艺，即在同一个克劳斯反应炉内实现脱氨脱硫的目的，此 工艺大大简化了该净化工艺流程，但对该反应体系的催化剂提出了更高的要求，要求催 化剂既能将氨等有害气体分解，又能使硫化氢经还原和克劳斯反应为单质硫。克劳斯反 应的生产流程是将全部酸性气进入克劳斯燃烧炉，炉膛温度控制在1100 120(TC，送 入空气量只够1/3在不完全燃烧状态下硫化氢燃烧生成单质硫；其余含氧酸性气进入 二级转化器进行低温催化反应， 一般采用氧化铝催化剂，该系统总转化率为70%左右。 由于催化剂在高温下会流失活性组份，现有催化剂的耐热温度最高为H5(TC，所以实际 应用中炉膛温度要低于该数值。 一篇名称为"含稀土型焦炉尾气净化回收硫的催化剂制 备方法"中国专利(公开号为CN1265883C)公开了一种催化剂制备方法，文中表明这种 催化剂对氨分解反应活性高、耐热性好、降低了反应温度、使用寿命长。但是众所周知， 在克劳斯反应过程中，温度越高，单质硫的转化率越高，而该专利产品由于降低了反应 温度，所以转化率提升不高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种焦炉煤气净化回收硫催化剂的制备方法，该方法制备的 催化剂具有耐高温性好，单质硫的转化率大于90%的特点。
为达到上述目的，本发明是通过下述技术方案加以实现的
一种焦炉煤气回收硫催化剂，它包括载体和浸渍在载体内的催化组份，其特征在于 载体的化学组成为85-90%的MgO, 3-8%的Zr02和微量的Fe， Si杂质，该载体为15 -20 毫米的圆柱状颗粒，堆密度1500kg/m 抗碎强度〉1600N/颗，活性组份耐流失温度为 1350°C;载体上负载的催化剂组分为6-8%的Co和Ni。
上述焦炉煤气回收硫催化剂的制备方法，包括以下步骤1) 催化剂载体的制备将高纯轻质MgO原料在1450-1500'C下预烧16-24小时，冷 却后进行颗粒分级，筛选出0. 04-1. 5mm直径的MgO颗粒；将85_90%重量比的MgO颗粒、 3-8X重量比的Zr02粉末、3-8%重量比的烧失物和0.5-1%重量比的助熔剂混合均匀， 压制成15 -20毫米直径的圆柱状颗粒，将圆柱状颗粒在1550-165(TC下焙烧24-36小时， 冷却后即得催化剂的载体；
2) 活性组份浸渍将步骤l)制备的载体浸入浓度为50-70%的硝酸钴和硝酸镍的 混合溶液中6-12小时，浸渍温度是60-80'C，混合溶液中的钴与镍的重量比为1: 1.8-2.2，直至达到载体活性成分预定负载量为止；
3) 活化焙烧将浸渍后的载体在450-60(TC下焙烧12-16小时，使得硝酸盐全部分 解，既得催化剂。
上述步骤l)高纯轻质MgO原料的纯度〉99免，助熔剂为LaA。 本发明的催化剂活性组份耐流失温度为1350°C，最高使用温度可达1280°C，所以
克劳斯反应温度也可随之提高，加上活性物质效果更好，所以硫化氢转化为单质硫的转
化率>90%。
具体实施例方式
以下结合具体实施例对本发明作详细阐述。
实施例l:
1) 催化剂载体的制备将纯度〉99%的MgO原料在1450-1500'C下预烧16小时，冷 却后进行颗粒分级，筛选出0.04隱直径的MgO颗粒；将85X重量比的MgO颗粒、8%重 量比的Zr02粉末、6%重量比的烧失物和1%重量比的助熔剂LaA混合均匀，压制成 15毫米直径的圆柱状颗粒，将圆柱状颗粒在1550-165(TC下焙烧24小时，冷却后即得 催化剂的载体；
2) 活性组份浸渍将步骤1)制备的载体浸入浓度为50%的硝酸钴和硝酸镍的混 合溶液中6小时，浸渍温度是60-80°C，混合溶液中的钴镍=1: 1.8 (重量比)，直至
达到载体活性成分预定负载量为止；
3) 活化焙烧将浸渍后的载体在45(TC下焙烧12 16小时，使得硝酸盐全部分解， 既得催化剂。
该催化剂使硫化氢转化为单质硫的转化率>90%。 实施例2:
l)催化剂载体的制备将纯度〉99免的MgO原料在1450-150(TC下预烧24小时，冷 却后进行颗粒分级，筛选出0. 04-1. 5ram直径的MgO颗粒；将90%重量比的MgO颗粒、3 %重量比的Zr02粉末、6. 5%重量比的烧失物和0. 5 %重量比的助熔剂La203混合均匀，压制成20毫米直径的圆柱状颗粒，将圆柱状颗粒在1550-165(TC下焙烧36小时，冷却 后即得催化剂的载体；
2) 活性组份浸渍将步骤1)制备的载体浸入浓度为70%的硝酸钴和硝酸镍的混 合溶液中12小时，浸渍温度是60-8(TC，混合溶液中的钴镍=1: 2 (重量比)，直至达 到载体活性成分预定负载量为止；
3) 活化焙烧将浸渍后的载体在60(TC下焙烧12 16小时，使得硝酸盐全部分解， 既得催化剂。
该催化剂使硫化氢转化为单质硫的转化率>97%。 实施例3:
1) 催化剂载体的制备将纯度>99%的MgO原料在1450-1500。C下预烧20小时，冷 却后进行颗粒分级，筛选出Irani直径的MgO颗粒；将88%重量比的MgO颗粒、3%重量 比的Zr02粉末、8%重量比的烧失物和1%重量比的助熔剂1^203混合均匀，压制成20 毫米直径的圆柱状颗粒，将圆柱状颗粒在1550-1650'C下焙烧30小时，冷却后即得催化 剂的载体；
2) 活性组份浸渍将步骤1)制备的载体浸入浓度为60%的硝酸钴和硝酸镍的混 合溶液中IO小时，浸渍温度是60-80°C，混合溶液中的钴镍=1: 2 (重量比)，直至达 到载体活性成分预定负载量为止；
3) 活化焙烧将浸渍后的载体在550'C下焙烧12 16小时，使得硝酸盐全部分解， 既得催化剂。
该催化剂使硫化氢转化为单质硫的转化率>90%。 实施例4:
1) 催化剂载体的制备将纯度〉99M的MgO原料在1450-150(TC下预烧20小时，冷 却后进行颗粒分级，筛选出0. 04-1. 5mm直径的MgO颗粒；将86%重量比的MgO颗粒、7 X重量比的Zr02粉末、6%重量比的烧失物和1%重量比的助熔剂1^203混合均匀，压制 成15 -20毫米直径的圆柱状颗粒，将圆柱状颗粒在1550-165(TC下焙烧25小时，冷却 后即得催化剂的载体；
2) 活性组份浸渍将步骤1)制备的载体浸入浓度为70%的硝酸钴和硝酸镍的混 合溶液中8小时，浸渍温度是60-80°C,混合溶液中的钴镍=1: 2.2 (重量比)，直至 达到载体活性成分预定负载量为止；
3) 活化焙烧将浸渍后的载体在56(TC下焙烧12 16小时，使得硝酸盐全部分解， 既得催化剂。
该催化剂使硫化氢转化为单质硫的转化率>97%。
权利要求
1、一种焦炉煤气回收硫催化剂，它包括载体和浸渍在载体内的催化组份，其特征在于载体的化学组成为85-90％的MgO，3-8％的ZrO2和微量的Fe，Si杂质，该载体为15-20毫米的圆柱状颗粒，堆密度1500kg/m3，抗碎强度＞1600N/颗，活性组份耐流失温度为1350℃；载体上负载的催化剂组分为6-8％的Co和Ni。
2、 一种权利要求1所述焦炉煤气回收硫催化剂的制备方法，其特征在于包括以下 步骤1) 催化剂载体的制备将高纯轻质MgO原料在1450-1500'C下预烧16-24小时，冷 却后进行颗粒分级，筛选出0. 04-1. 5隱直径的MgO颗粒；将85-90%重量比的MgO颗粒、 3-8%重量比的ZrU粉末、3-8%重量比的烧失物和0.5-1%重量比的助熔剂混合均匀， 压制成15 -20毫米直径的圆柱状颗粒，将圆柱状颗粒在1550-165(TC下焙烧24-36小时， 冷却后即得催化剂的载体；2) 活性组份浸渍将步骤l)制备的载体浸入浓度为50-70%的硝酸钴和硝酸镍的 混合溶液中6-12小时，浸渍温度是60-80'C，混合溶液中的钴与镍的重量比为1: 1.8-2.2，直至达到载体活性成分预定负载量为止；3、 )活化焙烧将浸渍后的载体在450-60(TC下焙烧12 16小时，使得硝酸盐全部 分解，既得催化剂。
3、 根据权利要求2所述的焦炉煤气回收硫催化剂的制备方法，其特征在于步骤l) 高纯轻质MgO原料的纯度〉99%。
4、 根据权利要求2或3所述的焦炉煤气回收硫催化剂的制备方法，其特征在于步 骤l)助熔剂为1^203。
全文摘要
本发明公开了一种焦炉煤气回收硫催化剂及其制备方法，催化剂中载体的化学组成为85-90％的MgO，3-8％的ZrO<sub>2</sub>和微量的Fe，Si杂质，该载体为15-20毫米的圆柱状颗粒，堆密度1500kg/m<sup>3</sup>，抗碎强度＞1600N/颗，活性组分耐流失温度为1350℃；载体上负载的催化剂组分为6-8％的Co和Ni。制备方法是首先将高纯轻质MgO经预烧、分级后；将MgO颗粒、ZrO<sub>2</sub>粉末、烧失物及助熔剂混合均匀，压制成型后焙烧24-36小时，冷却后即得催化剂的载体；将载体浸渍活性组分钴与镍，最后在450-600℃下焙烧12-16小时，既得催化剂，本发明的催化剂使得硫化氢转化为单质硫的转化率＞90％。
文档编号B01J23/755GK101549295SQ20091002791
公开日2009年10月7日 申请日期2009年5月13日 优先权日2009年5月13日
发明者周志强, 震 唐, 赫崇衡 申请人:无锡市强亚耐火材料有限公司