用于催化还原气流中的硫的高金属含量水解催化剂的制作方法

文档序号:16039466发布日期:2018-11-24 10:21阅读:156来源:国知局
本发明涉及可用于催化还原气流中所包含的硫化合物的催化剂组合物、制备这种催化剂组合物的方法,以及用于还原转化气流中所包含的硫化合物的水解方法。在众所周知的克劳斯法(clausprocess)中,在热阶段中燃烧包含很高百分比硫化氢(h2s)的酸性气体,以便将一部分h2s氧化成二氧化硫(so2)。对这一燃烧进行控制,由此提供含有h2s和so2的工艺气流,h2s和so2是以2摩尔h2s/摩尔so2的近似摩尔比(2:1)存在于所述工艺气流中。这一工艺气流进入催化阶段,由此h2s和so2在氧化铝催化剂存在下根据克劳斯反应发生反应,得到元素硫和水。然后,使克劳斯反应气体中的硫冷凝,得到克劳斯尾气流。克劳斯尾气流通常含有较低浓度的h2s和其它硫化合物,如so2、二硫化碳(cs2)、氧硫化碳(cos)和元素硫(s)。为了使所述尾气流燃烧或以其它方式处理,必须对其进行进一步加工以从其中去除大部分硫,由此提供处理过的气体,其具有足够低的硫含量以允许其燃烧或释放到大气中。一种尾气处理方法是将其通入还原反应器中,由此将尾气流中的硫化合物(即so2、cs2、cos和s)催化还原为h2s,从而提供一种具有降低的硫化合物浓度的处理过的气流,因为硫化合物转化成了h2s。然后,可以进一步加工这种处理过的气流以从其中去除h2s,例如通过将处理过的气流通到吸收装置,由此使其与吸收剂接触以从处理过的气流中去除h2s。美国专利第3554689号所教示的一种早期方法通过将气流中的氧硫化碳,即cos催化水解成h2s来实现气流中cos的去除。该专利公开了一种从另外含有氧气的燃烧气体中去除cos的方法,所述方法通过首先使所述气体与活性氢化催化剂接触以转化氧气,然后使得到的基本上不含氧的气体与cos转化催化剂接触,将cos转化成h2s。然后,可以通过吸收来去除h2s。cos的转化可以在低于150℃的温度下实现。cos转化催化剂包括氧化铝,其具有超过50m2/g的表面积并且可以含有一种或多种vi族和/或viii族金属氧化物。cos转化催化剂的其它实施例包括其中存在一定量的碱金属磷酸盐。'689专利的方法的一个要求是燃烧气体首先经历催化氧气去除步骤,由此使通过催化水解处理而去除了cos的气体基本上不含氧气。美国专利第4668491号公开了用于选择性催化水解含一氧化碳的工艺气体中存在的硫化合物cos和/或cs2的方法和催化剂。'491专利所公开的水解催化剂是碱化的氧化铬-氧化铝催化剂,其包括氧化铬和负载在氧化铝载体上的碱金属化合物,其中γ氧化铝是氧化铝的优选形式。工艺气体中的一氧化碳含量很大,并在100℃至350℃范围内的温度下经过水解催化剂。碱化的氧化铬-氧化铝催化剂是通过以下方式制备:将氧化铝载体浸入铬盐溶液中,然后干燥并煅烧浸渍过的载体。然后,将所得到的经过铬浸渍和煅烧的载体浸入钾盐中并干燥。美国专利第5132098号公开了一种方法,其中克劳斯装置尾气(残余气体)中所含的硫化合物so2、cs2、cos和元素硫通过氢化或水解而催化转化成h2s。这一氢化或水解处理是在140℃至550℃范围内的温度下,使用含有选自周期表va、ⅵa和viii族金属的金属的化合物的催化剂进行,所述催化剂被沉积在二氧化硅或二氧化硅/氧化铝载体上。'098专利中公开的更具体的催化剂是浸渍过的珠粒,其包括沉积在氧化铝上的氧化钴和氧化钼。尽管'098专利公开了一种包括浸渍有1.75重量%钴和8重量%钼的氧化铝的催化剂,但没有关于这些组分的范围或关于所述催化剂中氧化铝的形式的教示。也没有认识到催化剂的孔结构特征在提供低温氢化和水解反应或在提供硫化合物向硫化氢的高度转化方面的重要性。美国专利第6080379号公开了一种氧化铝催化剂,其用于通过进行克劳斯反应或通过水解来处理含硫气体。所述催化剂具有优化的大孔隙率,其中其孔隙率使得直径大于0.1μm的孔的体积大于12ml/100g催化剂并且直径大于1μm的孔的体积与直径大于0.1μm的孔的体积的比率大于或等于0.65。氧化铝可以是选自由ρ、χ、η、γ、κ、θ、δ和α组成的组的过渡型氧化铝。催化剂可以另外含有金属氧化物。在cs2水解中使用所述催化剂看来需要相当高的反应器温度,但仍然不能提供高cs2转化率。美国专利第8142748号公开了一种水解催化剂,其实现了气流中所含硫化合物的低温还原。这种催化剂是一种浸渍催化剂。这种催化剂的一个重要特征是其大孔性,其提供的孔结构使得其较大百分比,特别是大于30%的总孔体积被包含在孔径大于的孔中。所述催化剂包含氧化铝和相对较高载量的vi族和viii族金属。所述催化剂的优选实施例具有至少50%的呈η-氧化铝形式的氧化铝。一直在努力开发改进的催化剂组合物,所述催化剂组合物在低温反应条件下实现气流,如由克劳斯装置得到的尾气中所含硫化合物的高百分比转化率。因此,相应地,提供了一种可用于催化还原气流中所含硫化合物的催化剂组合物。所述催化剂组合物包含:假勃姆石、钴化合物和钼化合物的煅烧、共研磨混合物的成型附聚物。所述成型附聚物经过煅烧,以提供包含γ-氧化铝、至少7.5重量%钼和至少2.75重量%钴的催化剂组合物。所述催化剂组合物是通过以下方法制备,所述方法包含混合假勃姆石、钴组分和钼组分以形成共研磨混合物;使共研磨混合物成型为成型附聚物;并且干燥和煅烧成型附聚物,得到催化剂组合物,所述催化剂组合物包含γ-氧化铝、至少7.5重量%钼和至少2.75重量%钴,其中每个重量%均以催化剂组合物的总重量计并且所述金属呈氧化物形式,不管其实际形式如何。所述催化剂组合物可用于水解气流中所包含的硫化合物和一氧化碳。这一方法包括将包含硫化合物或一氧化碳或两者的气流引入反应器中,所述反应器界定含有催化剂组合物的反应区并且在合适的反应条件下操作;并且在合适的水解反应条件下,使气流与催化剂组合物接触。图1是通过显示在各种反应器温度下操作的反应器的排出物中未转化的氧硫化碳(cos)来比较当用于水解转化合成尾气进料中所含cos时本发明催化剂的性能与比较催化剂的性能的条形图。图2是通过显示在各种反应器温度下操作的反应器的排出物中未转化的一氧化碳(co)来比较当用于水解转化合成尾气进料中所含co时本发明催化剂的性能与比较催化剂的性能的条形图。本发明的催化剂具有使其特别适用于低温水解氧硫化碳的特性,所述氧硫化碳可以包含在气流中,如克劳斯尾气或具有需要去除或减小到可接受水平的氧硫化碳浓度的其它气流。这一催化剂还可用于水煤气变换反应中一氧化碳的低温转化。术语水解反应在本说明书中用于指氧硫化碳与水反应生成硫化氢和二氧化碳。本文提到的水煤气变换反应是指一氧化碳和水与二氧化碳和氢气的平衡反应。本发明的催化剂组合物具有独特的特征组合,这一组合可提供其增强的催化特性。据信,催化剂组分的共研磨与成品催化剂的高金属含量的组合有助于增强其特性。还认为在制备共研磨混合物的成型附聚物时使用假勃姆石形式的氧化铝并随后将假勃姆石氧化铝形式转化为γ氧化铝形式以产生最终催化剂将有助于增强本发明催化剂的特性。制备催化剂的方式及其组分提供了具有特定孔结构的本发明组合物,所述特定孔结构与催化剂其它特征的组合进一步促进其特性增强。因此,所述催化剂必须是共研磨催化剂。使用术语“共研磨”意味着将催化剂的起始物质组合并混合在一起以形成个别组分的混合物,所述混合物优选地或基本上是均一或均匀的。这一术语意图具有足够广泛的范围,包括混合含假勃姆石、钴化合物和钼化合物的起始物质,以产生可以成型为附聚颗粒的共研磨混合物。共研磨混合物可以是糊状物或塑料混合物,其能够通过任何已知的附聚方法成型为附聚颗粒,或通过任何已知的挤出方法挤出成挤出物颗粒。使共研磨混合物附聚的优选方法是通过挤出形成总体直径在0.5mm至10mm或0.75mm至8mm范围内且长度直径比是1:1至10:1或甚至更高的挤出物颗粒。挤出物可以是任何典型的形状,如圆柱体和多叶形状。因此,共研磨混合物是通过本领域技术人员已知的任何方法或手段形成,包括但不限于使用如转筒、固定壳或槽、间歇式或连续式穆勒混合器(mullermixer)以及冲击式混合器之类合适类型的固体混合机器,以及使用适于混合固体和液体或用于形成可挤出的糊状混合物的类型的间歇式或连续式混合器。合适类型的间歇式混合器包括但不限于换罐混合器、固定罐混合器、配备有任何合适类型的混合叶片的双臂捏合混合器。合适类型的连续式混合器包括但不限于单螺杆或双螺杆挤出机、槽-螺杆混合器(trough-and-screwmixer)和拌合研磨机(pugmill)。用于制备共研磨混合物的起始物质的混合可以包括水和适量的无机酸,如硝酸,无机酸是提供烧失量(loi)在40%至80%范围内的上述糊状混合物所需的,所述loi是通过标准测试方法astmd7348测定。已经发现,loi在此范围内的共研磨混合物提供了具有期望挤出特性的糊料,并且它使得成品催化剂产物具有如本说明书通篇详细描述的本发明催化剂所需的孔结构特征。用于制备共研磨混合物的起始物质混合使共研磨混合物适当均质化所需的时间段。一般说来,共混合时间在至多12小时或更长时间的范围内。通常,共混合时间是0.1小时至1小时。用于形成共研磨混合物的氧化铝粉末组分包含主要呈假勃姆石结晶形式的氧化铝颗粒(al2o3.xh2o,其中x是在x=1水铝矿与x=3三水铝矿之间的中间值),其具有约20重量%%至30重量%的含水量,并且其特征在于,由水银孔隙率测定法(接触角是140度)通过表面积测定中值孔径在约至约范围内。所述氧化铝呈适当分开的状态,由此呈粉末形式(干燥时),允许其与金属化合物、水和构成本发明的共研磨混合物的其它成分共研磨或混合。氧化铝粉末组分可含有二氧化硅,并且如果存在二氧化硅,则氧化铝优选含有小于2重量%的二氧化硅,且最优选小于1重量%的二氧化硅。氧化铝粉末可以不含大量的二氧化硅。用于制备共研磨混合物的氧化铝组分包含假勃姆石,基本上由或由假勃姆石组成,所述假勃姆石呈适当分开的状态,由此呈粉末(干燥时)形式,允许其与金属化合物、水和构成本发明的共研磨混合物的其它成分共研磨或混合。氧化铝粉末的氧化铝颗粒可以用使大部分颗粒,即至少90重量%的颗粒,能够穿过35号筛网的筛孔(标称筛眼是0.500mm)且大部分颗粒,即至少90重量%的颗粒,不能穿过400号筛网的筛孔(标称筛眼是0.037mm)或被所述筛孔截留的筛孔尺寸描述。本发明催化剂还具有如上所述促进其特性增强的特定孔结构。重要的是,催化剂具有双峰孔结构,而且其总孔体积的大部分被包含在孔径小于10,000埃的孔中。确切地说,催化剂的小于6%的总孔体积被包含在孔径大于的孔中。优选的催化剂组合物具有其小于5%,且更优选小于4%的总孔体积被包含在孔径大于的孔中。催化剂的孔结构使得直径大于的孔的总体积与直径大于的孔的总体积的比率小于0.6。这一比例优选小于0.5,且最优选地,所述比例小于0.4。除了具有一小部分总孔体积在直径大于的孔中的本发明催化剂的孔结构特征外,孔结构还是双峰的,因为本发明催化剂的总孔体积的第一主要部分是包含在其直径范围是至的孔中,并且总孔体积的第二主要部分包含在其直径在至范围内的孔中。所述催化剂仅一小部分的总孔体积包含在直径在至范围内的孔中。总孔体积的第一主要部分在催化剂总孔体积的15%至60%范围内,并且总孔体积的第二主要部分在催化剂总孔体积的10%至50%范围内。总孔体积的次要部分占催化剂总孔体积的不到15%。优选地,所述次要部分小于13%,并且甚至占催化剂总孔体积不到10%。因此,催化剂的双峰孔结构使得催化剂的大于15%,优选大于20%,且更优选大于25%的总孔体积包含在其孔径在至范围内的孔中。孔径在至范围内的孔中所含孔体积范围的上限小于催化剂总孔体积的60%,优选小于50%,并且最优选地,小于40%。关于催化剂的双峰孔结构的第二主要部分,其包括大于10%,优选大于12%,并且更优选地,大于15%的催化剂总孔体积包含在其孔径在至范围内的孔中。孔径在至范围内的孔中所含孔体积范围的上限小于催化剂总孔体积的50%,优选小于45%,并且最优选地,小于40%。本发明催化剂的基本特征是其具有高含量或浓度的钴和钼金属。共研磨混合物中的钴化合物是在氧气存在下煅烧时可转化成氧化物的钴化合物。钴化合物可选自合适的钴盐化合物。这些化合物可包括选自铵钴化合物以及钴的磷酸盐、硝酸盐、草酸盐、硫酸盐和卤化物的钴化合物。发现的作为可用于共研磨混合物的钴化合物的一种特别有利的钴盐是硝酸钴。优选将钴化合物与共研磨混合物的其它组分以包含钴的第一水溶液形式组合。可以通过将钴盐溶解于水中来形成第一水溶液。最优选的钴盐是硝酸钴。共研磨混合物中的钼化合物是在氧气存在下煅烧时可转化成氧化物的钼化合物。钼化合物可选自合适的钼盐化合物。这些化合物可包括选自如钼酸铵、钼酸钾、钼酸钠、磷钼酸、二硫化钼、三氧化钼和钼酸之类化合物的钼化合物。优选将钼化合物与共研磨混合物的其它组分以包含钼的第二水溶液形式组合。可以通过将钼盐溶解于水中来形成第二水溶液。最优选的钼盐是钼酸铵,如七钼酸铵和二钼酸铵。为了提供本发明的成品催化剂组合物,对共研磨混合物的成型附聚物进行干燥,然后煅烧。共研磨混合物的干燥不是关键步骤,并且一般在空气中且在20℃至125℃范围内的干燥温度下进行。干燥的时间段是可以提供期望的干燥量的任何合适的时间段。共研磨混合物的煅烧是本发明催化剂组合物的基本和重要特征,因为它使得金属化合物转化为其氧化物形式且假勃姆石氧化铝转化为γ氧化铝形式。普遍认为,假勃姆石与金属组分共研磨且随后通过煅烧这些组分进行转化有助于提供具有极佳催化特性的催化剂产物。共研磨混合物的成型聚集体或附聚物是在含氧流体,如空气存在下,在适合于实现所期望的煅烧程度的温度和时间段下进行煅烧,由此提供本发明的最终催化剂组合物。一般来说,煅烧温度在300℃至800℃的范围内,优选在350℃至700℃的范围内,并且更优选地,在400℃至600℃的范围内。煅烧时间段可以在0.1小时至96小时的范围内。煅烧过的共研磨混合物中金属组分的浓度水平是本发明催化剂的关键特征。金属负载量被认为是相对较高的,并且高浓度金属与催化剂其它重要特征的组合使催化剂具有上述增强的催化特性。煅烧过的共研磨混合物中的钴组分是至少2.75重量%(wt.%)。较理想的情况是,在煅烧过的共研磨混合物中钴的存在量在2.85重量%至6重量%范围内。优选地,在煅烧过的共研磨混合物中钴组分的存在量在3.0至5重量%范围内,且更优选地,钴组分的存在量在3.1至4重量%范围内。煅烧过的共研磨混合物中的钼组分是至少7.5重量%(wt.%)。较理想的情况是,在煅烧过的共研磨混合物中钼的存在量在7.75重量%至15重量%范围内。优选地,在煅烧过的共研磨混合物中钼组分的存在量在8.0至12重量%范围内,且更优选地,钼组分的存在量在8.5至10.5重量%范围内。本文提到的煅烧过的共研磨混合物中金属组分的重量百分比是以金属组分呈氧化物形式的催化剂组合物的总重量计,不管金属组分的实际形式如何。因此,本发明的催化剂是煅烧过的共研磨混合物的成型附聚物,所述共研磨混合物包含γ氧化铝、钴组分和钼组分,基本上由或由γ氧化铝、钴组分和钼组分组成。在考虑所述金属之后,催化剂中所含γ氧化铝组分的量可以补足至组合物的余量。因此,催化剂中γ氧化铝组分的存在量在至多约89.75重量%组合物的范围内。通常,所述催化剂包括的γ氧化铝的量在约80重量%至约89重量%范围内,优选地,在85重量%至89重量%范围内。本发明的催化剂组合物可用于水解气流中所含的硫化合物,更具体地说,所述催化剂组合物特别适用于处理由克劳斯工艺装置产生的尾气流,以将在所述尾气流中所包含的硫化合物转化为h2s,随后可以通过本领域技术人员已知用于从气流中去除h2s的许多合适的手段或方法中的任一种将其去除。当用于处理克劳斯装置尾气流时,催化剂组合物具有某些独特的催化特性,其允许水解反应器在比利用常规催化剂的水解反应器所需温度低的温度条件下操作,并且即使在较低的反应器温度条件下,催化剂组合物也提供较高的硫化合物转化率。催化剂组合物还允许气流以比装载常规催化剂的水解反应器所允许高得多的流动速率,且因此以高得多的空间速度穿过水解反应器,但仍然能在较低的反应器温度条件下提供较高的硫化合物转化率。在包括了装载有常规水解催化剂的反应器的典型常规水解反应器系统的操作中,需要在将尾气引入水解反应器之前对其进行明显加热。这是由于从克劳斯装置排出的尾气是来自硫冷凝器,其在接近元素硫的冷凝温度下操作。典型克劳斯装置的尾气流的温度是在110℃至125℃的范围内。对于常规的水解装置,尾气通常必须加热,以使得水解反应器中尾气进料的引入温度或反应器入口温度在250℃至350℃的范围内。水解反应器中这种所需尾气进料入口温度的任何降低都将在其操作中提供明显的能量节省。因此,使用本发明的催化剂组合物处理克劳斯尾气流可以通过降低处理克劳斯尾气流所需的温度来明显节省能量。可使用本发明的催化剂组合物处理的气流包括一种或多种气态化合物,并且还包含至少一种硫化合物。如本文所用,术语硫化合物是选自由氧硫化碳(cos)、二硫化碳(cs2)、二氧化硫(so2)和元素硫(sx)组成的化合物组的分子或元素化合物。硫化合物的这个定义中省略了硫化氢;因为本发明的催化剂组合物不是为了提供h2s的转化,而是希望通过还原反应得到硫化氢来减少所述硫化合物。之后可以从处理过的气流中去除所述硫化氢。因此,所述气流包括在水解反应器操作的温度和压力条件下通常呈气态或处于气相中的化合物。除上述硫化合物之外,气态化合物的实例包括氮气、氧气、二氧化碳、一氧化碳、氢气、水以及低级烃如甲烷、乙烷和乙烯。加入或引入含有本发明催化剂组合物的水解反应器中的气流中所含硫化合物的总浓度可以在0.01体积%(100ppmv)至5体积%总气流的范围内。更通常地,硫化合物浓度范围是0.02体积%(200ppmv)至3体积%。如前所述,催化剂组合物特别适用于处理克劳斯尾气流,以便将其中所含的硫化合物转化为硫化氢,由此提供具有较低浓度硫化合物的处理过的气流,其浓度低于待处理尾气流中硫化合物的浓度。下表1列出了构成克劳斯尾气流的较常见组分的典型范围。表1-克劳斯尾气组成在本发明的水解方法中,将具有一定浓度硫化合物的气流引入含有催化剂组合物的水解反应器中,所述反应器是在合适的水解或还原反应条件下操作。在水解反应器内,使气流与其中所含的催化剂组合物接触。从水解反应器得到具有降低的浓度的硫化合物的处理过的气流。虽然处理过的气流中的h2s浓度相比所述气流中的浓度将有所增加,但处理过的气流中的硫化合物浓度将低于所述气流中的浓度。降低的硫化合物浓度通常应低于100ppmv,优选低于50ppmv,且最优选低于30ppmv。如前所述,使用本发明的催化剂组合物水解克劳斯尾气流的一个优点是,它允许水解反应器在例如低于250℃的相对较低的入口温度下操作。存在一个最低温度,气流应当在此温度下引入到水解反应器中,并且因此,气体流被加入或引入到水解反应器中的入口温度通常在140℃至250℃的范围内。优选的是,引入温度在150℃至240℃的范围内,并且更优选地,引入温度在160℃至230℃的范围内。最优选将气流引入到水解反应器中的引入温度在170℃至220℃的范围内。水解反应器的操作压力通常在1巴(14.5psi)至100巴(1450.3psi)范围内,优选在2巴(29.0psi)至70巴(1015.3psi)范围内,并且更优选地,在3巴(43.5psi)至50巴(725.2psi)范围内。将气流和添加的还原气体(如果有的话)引入水解反应器的流动速率通常使得提供在10hr-1至10,000hr-1范围内的气时空速(ghsv)。术语“气时空速”是指以每小时体积计烃原料加入水解反应器的速率除以加入气流的水解反应器中所含催化剂的体积的数值比。优选的ghsv在10hr-1至8,000hr-1范围内,更优选在500hr-1至5,000hr-1范围内,且最优选在1000hr-1至4,000hr-1范围内。在克劳斯尾气流的加工中,在大多数情况下,所述尾气流将含有一定浓度的水和氢气,其可以是水解过程中水解反应所需的还原气体的来源。但是,在气流不含有足够浓度的还原气体组分的情况下,可以根据需要向气流中添加还原气体。通常希望在气流中具有化学计量所需的还原气体量以使水解反应进行至接近完成。提供以下实例以进一步说明本发明的某些方面,但它们不应被解释为不当地限制本发明的范围。实例i本实例i说明了本发明催化剂组合物和比较催化剂的制备。本发明的催化剂组合物本发明催化剂组合物的一个实施例是通过研磨主要包含假勃姆石的宽孔氧化铝粉末与硝酸和水来制备,所述氧化铝粉末与硝酸和水的比例使得提供塑料混合物,例如可挤出的混合物,其含水量使得其烧失量是约61%。通过将硝酸钴溶解于水中制备包括钴的钴水溶液,并通过将二钼酸铵溶解于含有30%过氧化氢的水中来制备包括钼的钼水溶液。将这两种金属溶液添加到研磨混合物中,并在混合一段时间后,将少量氢氧化铵与研磨混合物混合。然后,将所得混合物通过3.2mm三叶挤出模头挤出,并对挤出物干燥并煅烧。成品催化剂组合物包括主要呈γ形式的氧化铝、9.4重量%的钼和3.6重量%的钴。金属的重量%是以金属呈氧化物形式的成品催化剂的总重量计。比较催化剂组合物a比较催化剂组合物a是以与本发明催化剂类似的方式制备,不同之处在于,金属的浓度大体上低于本发明催化剂组合物中的浓度。成品比较催化剂组合物a含有7.2重量%的钼和2.5重量%的钴。比较催化剂组合物b通过混合氨水、二钼酸铵和氢氧化钴来制备浸渍溶液,二钼酸铵和氢氧化钴的量使得在成品催化剂中达到8.5重量%的钼(以元素计)和3.3重量%的钴(以元素计)的目标。将这一混合物加热至45℃,并且向混合物中添加每摩尔钴1.2至1.5摩尔单乙醇胺(mea)的量的mea。搅拌混合物,同时保持温度直至金属盐被消化。然后,将溶液冷却至约30℃并加满水,以便使溶液的总体积近似于打算用所述溶液浸渍的氧化铝球的孔体积。用所述溶液浸渍标称直径为4mm的氧化铝球或珠粒,并老化2小时,不时进行混合以防止附聚。将浸渍过的氧化铝球在对流烘箱中在125℃温度下干燥一小时。在马弗炉(mufflefurnace)中,在538℃温度下煅烧干燥的球一小时。实例ii本实例ii说明了使用实例i中描述的催化剂水解含有一定浓度的至少一种硫化合物的气流,并给出了催化剂的性能数据。使用配备有用于控制反应器温度的管式炉的尾气中试装置反应器对实例i的催化剂进行性能测试。在活性测试的准备过程中,通过在300℃下,将包含h2s和h2的进料以467ghsv引入到反应器中保持3小时,使每一个别催化剂硫化。然后,将包括h2s、so2、cos、cs2、s、h2、co、n2和水汽并具有表2中所示的典型组成的合成尾气加入尾气反应器中,在各种反应器温度下,以提供2052nghsv(标准气时空速,3psi单位压力)的速率操作。表2.典型进料组成组分摩尔%h22co27h2s0.8co1cos0.025so20.4ch3sh0cs20.025ch40h2o26s0n262.75使用气相色谱法分析各反应器温度条件下反应器排出物的组成。测试结果呈现于下表3-6中,图1和图2的条形图有进一步说明。表3.反应器排出物中未转化的cos表4.反应器排出物中未转化的co表5.cos水解反应的k值表6.co水煤气变换反应的k值上表中呈现的数据显示,相对于比较性低金属、共研磨催化剂组合物和比较性浸渍催化剂组合物,本发明催化剂展现出较强的催化性能。经展示,与催化剂a相比,本发明的催化剂在较低温度下用于氧硫化碳水解反应所提供的反应速率常数明显较高,并且在较高反应温度下,此速率常数相对不变。相较于催化剂b,由本发明的催化剂提供的cos水解反应速度常数在除200℃的极低温度外的所有反应温度下都明显较高,在200℃下,由这两种催化剂提供的速率常数基本相同。由于本发明催化剂提供的cos水解反应速率常数较高,用处理过的气流得到的未转化氧硫化碳的浓度远低于用比较催化剂得到的未转化氧硫化碳的浓度。即使在较低或降低的反应温度下,使用本发明的催化剂也得到这种降低的未转化氧硫化碳的浓度。图1以条形图形式显示了表3中所示的数据,并且该图有助于说明当与低金属、共研磨催化剂组合物(催化剂a)和浸渍的催化剂(催化剂b)相比较时,本发明催化剂的性能特征增强。当与比较催化剂的性能相比较时,本发明的催化剂组合物还展现出一氧化碳水煤气变换平衡反应的反应性能的改善。当与催化剂a所提供的反应速率常数相比较时,由本发明催化剂提供的反应速率常数在所有温度下都明显改善。并且,当与催化剂b的速率常数相比较时,本发明的催化剂在除最低温度外的所有温度下都提供较高的反应速率常数,在最低温度下,所述速率常数大致相等。较高的水煤气速率常数使得用处理过的气流得到的未转化一氧化碳的浓度远低于用比较催化剂得到的结果。较高的速率常数允许反应器在低反应温度下操作。图2以条形图形式显示了表4中所示的数据,并且它有助于说明当与低金属、共研磨催化剂组合物和浸渍的催化剂相比时,本发明催化剂的性能特征增强。当前第1页12
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