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本文研究了在金属硫化物催化剂上COS合成反应的催化活性,考察了进料比、温度、空速、催化剂硫化的完全度等对催化性能的影响,并分别对商品催化剂及自制催化剂上COS合成的本征动力学进行了研究。另外,对COS合成的工业化可行性进行了展望。
主要研究结果如下:
(1)商品耐硫变换催化剂QCS-01、QCS-03、QCS-04、SB301、K8-11、Co-B和LS-951对COS合成反应都具有良好的催化活性。
(2)Co-B催化剂的性能明显优于其他商品催化剂的催化性能。以H2S为硫化剂,浓度为10%,温度为350℃,将Co-B催化剂硫化2小时后,在反应温度250℃,一氧化碳与硫化氢进料比为2.2:1,总干气空速为1000 h-1的反应条件下,硫化氢转化率为36.83%,羰基硫选择性92%。
(3)在180~300℃之间,Co-B催化剂催化合成COS的本征动力学方程式为:
-rH2S=1.66×10-2CH2S0.57CCO0.45exp(-2840/RT)
在180~300℃之间,自制催化剂催化合成COS的本征动力学方程式为:
-rH2S=1.87×10-2CH2S0.54CCO0.48exp(-2590/RT)
(4)本工艺路线具有工业化应用前景,生产中先使用有机溶剂将COS分离回收,再使用低温分离方法将氢气分离,其它气体循环利用。