CN102614925A - 固定床脱硫催化剂 - Google Patents
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Abstract
一种固定床脱硫催化剂，属于化工领域。本发明的目的是针对以往采用浸渍法制备的固定床脱硫催化剂活性低、寿命短的问题，提供一种高效的固定床脱硫催化剂及其制备方法。本发明由下述重量份配比的原料组成：活性炭粉、粘结剂 、活性组分 、助剂。本发明采用混捏法制备工艺，活性组分含量不受其溶解性的限制，且活性组分在催化剂颗粒内部孔隙中分布均匀，所以与采用浸渍法制备的催化剂相比，活性更高，使用寿命更长。
Description
技术领域
本发明属于化工领域。
背景技术
在原油中硫的存在形态很多，按性质可以划分为两类，活性硫化物和非活性硫化物。活性硫化物包括元素硫、硫化氢和硫醇等，其中硫醇多存在于轻馏分中，在轻馏分中硫醇硫含量往往占其总硫含量的40%～50%。油品中的硫醇不仅产生令人恶心的臭味，而且会影响油品的安定性。硫醇对生产设备及输送管路有腐蚀性，从而造成生产安全隐患。此外，硫醇还影响油品对添加剂（如抗爆剂、抗氧化剂等）的感受性。
现在炼油厂常用的脱硫醇方法是催化氧化脱硫醇法，也称为梅洛克斯（Merox）法，应用此种脱硫醇原理的生产工艺目前有三种：液-液法、无碱固定床脱硫醇法和液-固-活法。液-液法操作简单，对低分子硫醇脱除率高，但是产生的碱渣由于环保要求很难排放，大型炼油厂很少使用此法。无碱固定床脱硫醇法是改进的液-液法，在液-液法的反应器中填充活性炭，需要定期补充催化剂到活性炭上，催化剂消耗大，利用率不高。现在的液-固-活法属于改进的无碱固定床脱硫醇工艺，大多都与活化剂配套使用，通过活化剂的作用，原料油与催化剂处于均相利于硫醇的氧化，提高了脱硫醇效率，活化剂存在于油中，对油品质量无影响，无碱渣排放。本发明适用于无碱固定床脱硫醇法和液-固-活法。
专利CN85103713A公开了轻质油品的液-固-活化剂法脱臭工艺，此工艺与传统的液-液法相比，对催化裂化汽油，碱耗下降60～70%，催化剂的用量下降80%左右；对煤油，比常规固定床法碱耗下降70～80%，催化剂用量下降70～80%，其中催化剂制备方法是通过配成溶液、浸渍使之负载于活性炭上。
专利CN1952051A公开了一种催化裂化汽油汽油无碱脱硫醇方法，其中的固定床催化剂的制备方法也是通过配成溶液、浸渍使之负载于活性炭上。
市场销售的磺化酞菁钴，既含有一定量的水溶物，又含有大量的碱不溶物，而在上述专利和现有的浸渍法生产的固定床脱硫催化剂制备过程中，都没有对其进行精制提纯，在碱溶解过程中，磺化酞菁钴中可水溶解部分中含有的大量酸与碱反应生成的硫酸钠随同活性组分一起进入活性炭的微孔中，大大减少了活性炭可利用的比表面积，减少了催化剂载体的活性中心，而其不溶组成的微小颗粒随同可溶组成一起，包含覆盖在载体的外表面和活性炭大孔中，也减少了活性炭比表面积的利用，因此制成的催化剂活性组分不稳定，活性炭的比表面积仅有部分得到利用。同时在油品脱硫过程中，由于催化剂的活性组分的含量很小，大量的油品又会使其严重流失，从而使催化剂寿命受到影响。本发明针对上述催化剂的弊端进行了研究，旨在改善上述欠缺，使该用途的催化剂，负载磺化酞菁钴，含量高，数值稳定，充分发挥了载体的较大比表面积的作用，不受油品冲洗而使负载量减少，大大地提高了催化剂的活性，延长了使用寿命，不必停产进行频繁的进行催化剂的活化再生，减少了液碱排放造成的污染。
发明内容
本发明的目的是针对以往采用浸渍法制备的固定床脱硫催化剂活性低、寿命短的问题，提供一种高效的固定床脱硫催化剂及其制备方法。
本发明由下述重量份配比的原料组成：
活性炭粉 60～80
粘结剂 8～12
活性组分 3～5
助剂 24～28 。
本发明固定床脱硫催化剂的制备方法，
②按配比取适量粉碎后的活性炭粉和粘结剂加入到混捏机中，混合均匀；
③按配比取适量活性组分和助剂，混合均匀后加入到混捏机中，与以上物料混捏30～40分钟；
⑤将成型物料在120～150℃下干燥8～12小时，在400～450℃下活化3～4小时，即得本发明的固定床脱硫催化剂。
本发明所述的粘结剂为煤沥青、煤焦油或淀粉，以改质高温煤沥青为优。
本发明所述的活性组分为磺化酞菁钴或聚酞菁钴，以磺化酞菁钴为优。
本发明所述的助剂为25%（w/w）的氢氧化钠溶液。
本发明固定床脱硫催化剂的制备方法，活性组分的精制提纯需用5～10倍（w/w）的水进行搅拌、浸泡，以除去水溶物，用10～30%的氢氧化钠溶液将有效成分溶解，丢弃沉淀的杂质。
本发明固定床脱硫催化剂的制备方法，干燥温度为120～150℃，干燥时间为8～12小时，活化温度为400～450℃，活化时间为3～4小时。
本发明固定床脱硫催化剂的制备方法，干燥后催化剂粒径为3.0～4.0mm。
本发明固定床脱硫催化剂的制备方法，采用将催化剂各原料组分混捏后挤条成型。
本发明采用混捏法制备工艺，活性组分含量不受其溶解性的限制，且活性组分在催化剂颗粒内部孔隙中分布均匀，所以与采用浸渍法制备的催化剂相比，活性更高，使用寿命更长。
具体实施方式
本发明由下述重量份配比的原料组成：
活性炭粉 60～80
粘结剂 8～12
活性组分 3～5
助剂 24～28 。
本发明固定床脱硫催化剂的制备方法，
②按配比取适量粉碎后的活性炭粉和粘结剂加入到混捏机中，混合均匀；
③按配比取适量活性组分和助剂，混合均匀后加入到混捏机中，与以上物料混捏30～40分钟；
⑤将成型物料在120～150℃下干燥8～12小时，在400～450℃下活化3～4小时，即得本发明的固定床脱硫催化剂。
本发明所述的粘结剂为煤沥青、煤焦油或淀粉，以改质高温煤沥青为优。
本发明所述的活性组分为磺化酞菁钴或聚酞菁钴，以磺化酞菁钴为优。
本发明所述的助剂为25%（w/w）的氢氧化钠溶液。
本发明固定床脱硫催化剂的制备方法，活性组分的精制提纯需用5～10倍（w/w）的水进行搅拌、浸泡，以除去水溶物，用10～30%的氢氧化钠溶液将有效成分溶解，丢弃沉淀的杂质。
本发明固定床脱硫催化剂的制备方法，干燥温度为120～150℃，干燥时间为8～12小时，活化温度为400～450℃，活化时间为3～4小时。
本发明固定床脱硫催化剂的制备方法，干燥后催化剂粒径为3.0～4.0mm。
本发明固定床脱硫催化剂的制备方法，采用将催化剂各原料组分混捏后挤条成型。
实施例1
本发明由下述重量份配比的原料组成：
活性炭粉 60
粘结剂 8
活性组分 3
助剂 24 。
本发明固定床脱硫催化剂的制备方法，
②按配比取适量粉碎后的活性炭粉和粘结剂加入到混捏机中，混合均匀；
③按配比取适量活性组分和助剂，混合均匀后加入到混捏机中，与以上物料混捏30～40分钟；
将混捏后所得物料加入到挤条机中，挤条成型；
⑤将成型物料在120～150℃下干燥8～12小时，在400～450℃下活化3～4小时，即得本发明的固定床脱硫催化剂。
本发明由下述重量份配比的原料组成：
活性炭粉 70
粘结剂 10
活性组分 4
助剂 26 。
方法同上。
本发明由下述重量份配比的原料组成：
活性炭粉 80
粘结剂 12
活性组分 5
助剂 28 。
方法同上。
实施例4
取活性炭粉70克和高温煤沥青10克，分别粉碎至200目。将粉碎后的活性炭粉和高温煤沥青加入到混捏机中，混合均匀。取4克精制提纯的磺化酞菁钴和26克25%（w/w）的氢氧化钠溶液，混合均匀后加入到混捏机中，与以上物料混捏30～40分钟。将混捏后所得物料加入到挤条机中，挤条成型。将成型物料在130℃下干燥8小时，在450℃下活化3小时，即得到本发明的固定床脱硫催化剂。
将制得的催化剂100ml装入到100ml小型评价装置的反应器中，设置反应温度为40℃，进原料汽油，调节柱塞泵，使体积空速达到1.5h～1，原料油全部通过反应器催化剂床层，、收集油样。原料汽油的硫醇硫含量为38ppm，通过催化剂精制后油样的硫醇硫含量为4ppm。
实施例5
取活性炭粉65克和高温煤沥青10克，分别粉碎至200目。将粉碎后的活性炭粉和高温煤沥青加入到混捏机中，混合均匀。取6克精制提纯的聚酞菁钴和24克25%（w/w）的氢氧化钠溶液，混合均匀后加入到混捏机中，与以上物料混捏30～40分钟。将混捏后所得物料加入到挤条机中，挤条成型。将成型物料在120℃下干燥8小时，在400℃下活化4小时，即得到本发明的固定床脱硫催化剂。
将制得的催化剂100ml装入到100ml小型评价装置的反应器中，设置反应温度为40℃，进原料汽油，调节柱塞泵，使体积空速达到1.6h～1，原料油全部通过反应器催化剂床层，、收集油样。原料汽油的硫醇硫含量为30ppm，通过催化剂精制后油样的硫醇硫含量为2ppm。
实施例6
取活性炭粉68克和高温煤沥青11克，分别粉碎至200目。将粉碎后的活性炭粉和高温煤沥青加入到混捏机中，混合均匀。取3克精制提纯的磺化酞菁钴和24克25%（w/w）的氢氧化钠溶液，混合均匀后加入到混捏机中，与以上物料混捏30～40分钟。将混捏后所得物料加入到挤条机中，挤条成型。将成型物料在130℃下干燥8小时，在450℃下活化3小时，即得到本发明的固定床脱硫催化剂。
将制得的催化剂100ml装入到100ml小型评价装置的反应器中，设置反应温度为40℃，进原料汽油，调节柱塞泵，使体积空速达到1.2h-1，原料油全部通过反应器催化剂床层，、收集油样。原料汽油的硫醇硫含量为35ppm，通过催化剂精制后油样的硫醇硫含量为3ppm。
Claims (9)
1.一种固定床脱硫催化剂，其特征在于：由下述重量份配比的原料组成：
活性炭粉 60～80
粘结剂 8～12
活性组分 3～5
助剂 24～28 。
2.权利要求1所述的一种固定床脱硫催化剂的制备方法，其特征在于：
②按配比取适量粉碎后的活性炭粉和粘结剂加入到混捏机中，混合均匀；
③按配比取适量活性组分和助剂，混合均匀后加入到混捏机中，与以上物料混捏30～40分钟；
⑤将成型物料在120～150℃下干燥8～12小时，在400～450℃下活化3～4小时，即得本发明的固定床脱硫催化剂。
3.根据权利要求1所述的一种固定床脱硫催化剂，其特征在于：所述的粘结剂为煤沥青、煤焦油或淀粉，以改质高温煤沥青为优。
4.根据权利要求1所述的固定床脱硫催化剂，其特征在于：所述的活性组分为磺化酞菁钴或聚酞菁钴，以磺化酞菁钴为优。
5.根据权利要求1所述的一种固定床脱硫催化剂，其特征在于：所述的助剂为25%（w/w）的氢氧化钠溶液。
6.根据权利要求2所述的一种固定床脱硫催化剂的制备方法，其特征在于：活性组分的精制提纯需用5～10倍（w/w）的水进行搅拌、浸泡，以除去水溶物，用10～30%的氢氧化钠溶液将有效成分溶解，丢弃沉淀的杂质。
7.根据权利要求2所述的一种固定床脱硫催化剂的制备方法，其特征在于：干燥温度为120～150℃，干燥时间为8～12小时，活化温度为400～450℃，活化时间为3～4小时。
8.根据权利要求2所述的一种固定床脱硫催化剂的制备方法，其特征在于：干燥后催化剂粒径为3.0～4.0mm。
9.根据权利要求2所述的一种固定床脱硫催化剂的制备方法，其特征在于：采用将催化剂各原料组分混捏后挤条成型。
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