专利名称：用于钴钼系催化剂硫化的固体硫化剂及制备的制作方法
技术领域：
本发明涉及专门用于Co-Mo系一氧化碳变换催化剂硫化的固体硫化剂及其制备方法。
目前Co-Mo系变换催化剂因其低温活性好，已在大小合成氨厂得到广泛的使用，取得了显著的节能降耗效果。Co-Mo系催化剂产品出厂时是氧化态，几乎没有变换活性，需要在使用厂的生产设备中，先将催化剂进行硫化活化，使氧化态的钴和钼转化为硫化态。然后投入生产，方显出高变换活性。
硫化方法是，一定温度下的半水煤气，通过装有硫化剂的容器，产生含一定浓度硫化氢的硫化原料气，该气体通过Co-Mo催化剂床层，逐步将催化剂中的CoO和MoO3转化为CoS和MoS2。
当前Co-Mo系催化剂硫化最普遍使用的是二硫化碳，这是一种易燃易爆的低沸点(沸点46.3℃、自燃点105℃)有机溶剂，有毒，恶臭，对皮肤和粘膜有刺激作用，在运输、保管和使用上非常不安全和不方便，常发生着火甚至爆炸等事故。
其他尚有用硫泡沫，硫铁矿等加入造气炉中，发生含一定浓度H2S的气体来硫化催化剂的技术。但是，这种方法的缺点是限于在全厂停车的情况下使用，而且H2S含量不易按硫化需要任意调节，会恶化造气炉工况，加重对设备腐蚀作用。
本发明的宗旨是提供一种固体硫化剂，它运输、保管和使用都安全可靠，使用工艺简便易行，用它硫化的催化剂活性高。该固体硫化剂具有在较低温度下(只要160℃或略高于160℃)与半水煤气中的氢气反应，稳定地产生高浓度H2S的性能，完全符合硫化工艺要求，由于生成H2S的反应为放热反应，不需要外加热源。
本发明的固体硫化剂组成物包括(1)单质硫(用各种方法提取的单质硫黄)或/和化合硫(如多硫化铵，多硫化钠，硫化铁等)，以硫化剂重量计含纯硫量为10-75%，更好为40-60%，(2)添加剂a、有机添加剂，包括含有双键的高聚物，硫化剂、硫化促进剂等，象丁苯橡胶，顺丁橡胶、天然橡胶、丁腈橡胶、羧基丁苯胶，羧基聚丁二烯，羧基天然胶以及它们的胶乳等;象烷基苯酚一硫化物，烷基苯酚二硫化物，脂肪基的多硫化物及二硫代氨基甲酸盐SDC、TP、PZ、EZ，秋兰姆类TMTD、TETD、PTD，噻唑类M、DM、CZ，硫脲类DBTU、CA等硫化剂和硫化促进剂，它们中的一种或多种的配合物，或b、无机添加剂，包括过渡元素Fe、Co、Ni、Mo、W等的氧化物或/和硫化物中一种或多种配合物，或c、上述a和b的混合物，添加剂在硫化剂中的含量为1-30%，更好为5-20%，(3)载体，如Al2O3、SiO2、ZnO、MgO、CaSO4，硅藻土等中一种或多种的配合物，载体在硫化剂中的含量为20-70%，更好为30-50%，(4)胶粘料，如水玻璃，石膏，硅溶胶中一种或多种配合使用，其含量为硫化剂的4-30%，最好10-18%，本固体硫化剂的制备方法是将称好的所需重量的单质硫或/和化合硫与载体、添加剂采用机械剪切法或搅拌法混合均匀，需粉碎的用粉碎机粉碎后，过20-80目筛，加入适量的胶粘料混合，挤压成直径4-12毫米的条，烘干成型、长度为自然断裂不等长度，或用打片机打片成型，片可大可小，一般为5×5毫米圆柱状。
实施例1，称取升华硫64.4克，硅藻土20克，有机添加剂丁苯橡胶(或顺丁橡胶、丁腈橡胶，羧基丁苯胶)10.4克、TMTD或PTD0.2克，用双辊机混匀后，用粉碎机粉碎，20目筛、加入石膏粉5克混匀，用打片机打成5×5毫米的圆柱体。
此固体硫化剂释放H2S的温度和量及对钴-钼系变换催化剂硫化后活性的测试，在微型反应器中进行，反应管直径为20毫米，管外有加热控温装置，将此固体硫化剂12克和30克市售的钴-钼催化剂分别装入编号为1＃和2＃反应管中，通入的含氢气体为半水煤气，1＃管通入的半水煤气的气流速度可根据硫化的需要来控制，约在25毫升/分左右，反应后产生的H2S再混进通入2＃管的半水煤气中，气流速度控制在250毫升/分。当反应管温度升到170℃时，开始产生H2S气体，控制1＃管半水煤气的流量，使H2S浓度在进入2＃反应管前保持在50克/米3左右，2＃管按变换催化剂硫化的工艺程序升温，硫化温度一般控制在250-450℃，时间8-10小时。
只要控制好进入反应管1＃的半水煤气的流量，在硫化所需的温度和时间条件下，此固体硫化剂始终可以产生所需浓度的H2S气体，H2S的浓度可以控制在6-150克/米3，甚至更大的范围内。
经此固体硫化剂硫化后的变换催化剂在190℃下，当汽气比为0.5，常压、空速为500-1时，测得变换率达90%。
实施例2，称取单质硫55克，Al2O320克，SiO210克，MgO5克，ZnO5克，无机添加剂Fe2O31克，CoO1克，MoO3克，用粉碎机粉碎混匀后，过60目筛，再加5克硅溶胶或水玻璃，在快速搅拌机中混匀，挤压成直径4-12毫米条状，烘干。
测定此固体硫化剂开始释放H2S的温度，H2S的释放量，硫化变换催化剂的工艺条件，及硫化后催化剂活性的测定装置及试验步骤同实施例1。
当反应管温度升至202℃时，开始产生H2S，根据硫化程序的需要，控制半水煤气的流量，可使固体硫化剂持续稳定地产生所需浓度的H2S气体，经此硫化剂硫化的变换催化剂在190℃下，其余条件同例1时，测得的一氧化碳变换率为90%。
实施例3，称取多硫化铵或多硫化钠80克，Al2O320克，SiO210克，无机添加剂FeS1克，NiS1克，MoS21克，CoO1克，MoO34克，石膏粉20克，在快速搅拌机中混合均匀后，用打片机打成5×5毫米的圆柱体。
测试方法和步骤同实施例1。
当反应管温度升至210℃时，开始产生H2S气体，控制半水煤气的流量，此固体硫化剂可持续稳定地产生所需浓度的H2S气体，经此硫化剂硫化的变换催化剂，在190℃下，当其余条件同例1时，测得可使一氧化碳的变换率达85%。
实施例4，称取单质硫15克，天然胶乳3克，丁苯橡胶或羧基聚丁二烯3克，TP或SDC、PZ0.03克TETD或PTD0.05克，用双辊机混匀后，粉碎过20目筛，再与Al2O330克，SiO220克，MgO10克，ZnO10克，FeS2.5克，CoS2克，CoO0.5克，MoO32克，Fe2O32克，石膏粉40克，混合均匀，用打片机打成5×5毫米的圆柱体。
测试方法和步骤同实施例1。
当反应管温度升至180℃时，开始产生H2S气体，控制半水煤气的流量，此固体硫化剂可持续稳定地释放出所需浓度的H2S气体。
经此硫化剂硫化的变换催化剂，在190℃下，其余条件同例1时，测得的一氧化碳变换率为83%。
实施例5，称取单质75克，TMTD7.5克或CZ8克，硅藻土5克，Al2O35克，ZnO5克，SiO22.5克，石膏10克，用快速搅拌机混合均匀，再用打片机打成5×5毫米圆柱体。
测试方法和步骤同实施例1。
当反应管温度升至160℃时，开始产生H2S，控制半水煤气的流量，此固体硫化剂可以持续稳定地释放出所需浓度的H2S气体。
经此硫化剂硫化的变换催化剂，在190℃下，其余条件同例1时，测得的一氧化碳变换率为84%。
实施例6，称取单质硫10克，M或DM、DBTU1克，硬脂酸0.2克，ZnO5克，MgO5克，MgCo35克，Al2O350克，SiO223.8克，石膏5克，用快速搅拌机混合均匀，再用打片机打成5×5毫米的圆柱体。
测试方法和步骤同实施例1，1＃反应管中固体硫化剂的量可根据硫化剂含硫量的多少酌情增减。
当反应管温度升至160℃时，开始产生H2S，控制半水煤气的流量，此固体硫化剂可以持续稳定地释放出所需浓度的H2S气体。
经此硫化剂硫化的变换催化剂，在190℃下，其余条件同例1，测得的一氧化碳的变换率为83%。
权利要求
1.一种用于Co-Mo系耐硫一氧化碳变换催化剂硫化的固体硫化剂，其特征是组成包括(1)单质硫(各种方法提取的单质硫)或/和化合硫(如多硫化铵，多硫化钠，硫化铁等)，以硫化剂重量计含纯硫量为10-75%，(2)添加剂，有机或/和无机添加剂，如含有双键的高聚物，有机硫化剂，硫化促进剂，象丁苯橡胶，顺丁橡胶，天然橡胶、丁腈橡胶，羧基丁苯胶，羧基聚丁二烯，羧基天然胶以及它们的胶乳等，象烷基苯酚硫化物，脂肪基的多硫化物及二硫代氨基甲酸盐SDC，TP，PZ，EZ，秋兰姆类TMTD、TETD、PTD，噻唑类M，DM，CZ，硫脲类DBTD、CA，过渡元素Fe、Co、Ni、Mo、W等的无机氧化物或硫化物中的一种或多种配合物，添加剂量为硫化剂重量的1-30%，(3)载体，如Al2O3、SiO2、ZnO、MgO、CaSO4、硅藻土中一种或多种配合物，载体量为硫化剂重量的20-70%，(4)胶粘料，如水玻璃，石膏，硅溶胶中1种或多种的配合物，其量为硫化剂重量的4-30%。
2.如权利要求1的固体硫化剂，其特征是更佳组成按硫化剂计为单质硫或/和化合硫40-60%添加剂 5-20%载体 30-50%胶粘料 10-18%。
3.制备权利要求1固体硫化剂的方法，其特征是将单质硫或化合硫与添加剂，载体采用剪切法或搅拌法混合均匀，过20-80目筛，再加入适量的胶粘料混匀，挤压成直径4-12毫米的条，烘干，长度为自然断裂长度，或用打片机打片成型，一般为5×5毫米圆柱。
全文摘要
一种用于Co-Mo系一氧化碳变换催化剂硫化的固体硫化剂及其制备方法，该硫化剂是将单质硫或多硫化铵，多硫化钠，硫化铁等含硫化合物与添加剂(含有双键的高聚物、硫化剂、硫化促进剂或过渡元素的无机氧化物、硫化物)及载体Al
文档编号C01B3/16GK1048175SQ9010495
公开日1991年1月2日 申请日期1990年7月25日 优先权日1990年7月25日
发明者薛全康, 郭慎远, 吴大天, 马步勇, 陈劲松 申请人:湖北省化学研究所