一種制備二硫化鐵的方法技術

本發明專利技術提供了一種制備二硫化鐵的方法，該方法首創性地以磁性氧化鐵Fe21.333O32和含H2S的氣體為原料，在氧化劑存在的條件下發生反應制得二硫化鐵。由于本發明專利技術的反應原料磁性氧化鐵Fe21.333O32可以是以磁性氧化鐵Fe21.333O32為活性成分的脫硫劑，在氧化劑的存在下該脫硫劑與含H2S的氣體接觸并脫硫后得到的含二硫化鐵的物料即可直接用作加氫催化劑，如此不僅實現了原料氣的脫硫，還一舉制得了加氫催化劑，從而杜絕了脫硫廢劑的排放，同時也大幅降低了二硫化鐵的生產成本，具有非常好的環境效益的經濟效益。

A method of preparing pyrite.

The present invention provides a method for preparing pyrite, the initiative to Fe21.333O32 and H2S containing magnetic iron oxide gas as raw material, the reaction system in the presence of oxidizing agents under the condition of pyrite was. Since the invention of the raw materials of magnetic iron oxide can be Fe21.333O32 desulfurizer with magnetic iron oxide Fe21.333O32 as active ingredients, in the presence of an oxidant to obtain the desulfurizing agent and H2S containing gas after desulfurization and contact with the material can be directly used as iron disulfide hydrogenation catalyst, so not only to achieve desulfurization of raw gas, but also in one fell swoop prepared hydrogenation catalyst, desulfurization agent can prevent the waste emissions, but also significantly reduce the use of the cost of production, has very good environmental benefits economic benefits.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及催化劑
，尤其涉及一種可用作加氫催化劑的二硫化鐵的制備方法。
技術介紹
我國是一個煤炭資源大國，近年來我國的煤化工工業得到了迅猛發展，特別是在煤制甲醇、煤制油、煤焦油加氫精制、瀝青加氫制液態烴、焦爐煤氣制甲醇和LNG等領域已成績斐然。在上述煤化工工業中常用的加氫催化劑多為鐵系、鈷系和鉬系催化劑，其中鈷系和鉬系催化劑的加氫活性較高，但價格昂貴，限制了它們的廣泛應用，而鐵系催化劑價廉易得，是當前研究較多的一類加氫催化劑。在現有技術中，鐵系加氫催化劑的活性成分通常為氧化鐵，其在使用前需要經硫化處理，以使氧化鐵轉化為相應的硫化物才能發揮加氫功能，然而上述硫化處理的操作較為繁瑣，因此就迫切需要開發一種使用前無需硫化處理、且加氫活性好的鐵系加氫催化劑。作為一種常見的鐵硫化物，二硫化鐵是重要的化工原料，其在橡膠、造紙、紡織、食品、火柴、電池等工業中均受到了廣泛重視，此外也有文獻報道二硫化鐵還具有一定的催化加氫活性，例如中國科技文獻《氫氣、硫、二硫化鐵和溶劑對二苯甲烷氫化裂解的作用》(宗志敏等，《中國礦業大學學報》1994年02期)公開了在十氫化萘溶劑中、氫氣和二硫化鐵存在的情況下，二苯甲烷比較容易發生氫化裂解，其原理在于二硫化鐵能夠促進氫原子的生成，而氫原子對二苯甲烷的本位加成導致了二苯甲烷中C芳－C烷鍵的斷裂，也就是說，二硫化鐵可作為加氫催化劑用于催化加氫反應。并且，與其它鐵硫化物不同的是，二硫化鐵在室溫下為非活性物質，其在自然界中主要以硫鐵礦的形式穩定存在，鑒于此，開發以二硫化鐵為活性成分的鐵系加氫催化劑是目前加氫催化劑領域的一個新興研究方向。然而，由于我國硫鐵礦的平均品位為15～18％，較低的純度較致使國內對于硫鐵礦的開發應用集中在生產硫磺、硫酸及硫酸鹽等化工原料方面，卻鮮有用于提純二硫化鐵的報道。而對于二硫化鐵的合成工藝，中國科技文獻《黃鐵礦材料合成條件的熱力學分析》(黃思玉等，廣西師范大學學報，第28卷第1期第43-46頁)公開了利用鐵或氧化鐵制備黃鐵礦的方法：一種是使用流動的高純惰性氣體攜帶氣態硫磺與加熱的鐵或氧化鐵發生硫化反應制備二硫化鐵；另一種是把固體硫磺與鐵或氧化鐵一起密封于石英容器中加熱至573～773K進行反應以制備二硫化鐵。上述現有技術都是以純凈的鐵或氧化鐵為合成原料，導致二硫化鐵的生產成本較高，阻礙其大規模應用。因此，如何對現有的二硫化鐵制備工藝進行改進以克服上述不足，對于本領域技術人員而言依舊是一個亟待解決的技術難題。
技術實現思路
本專利技術的目的之一在于提供一種新穎的制備二硫化鐵的方法。本專利技術的另一個目的在于克服現有的二硫化鐵制備工藝所存在的成本高的缺陷，進而提供一種低成本的制備二硫化鐵的方法。為此，本專利技術實現上述目的的技術方案為：一種制備二硫化鐵的方法，包括如下步驟：在氧化劑存在的條件下，磁性氧化鐵Fe21.333O32與含H2S的氣體發生反應，即制得二硫化鐵。所述氧化劑為氧氣、過氧化氫、叔丁基過氧化氫、過碳酸鈉或過碳酸鉀中的一種或多種。所述反應的溫度為-5～450℃，優選為125～350℃。所述反應的壓力為0.001～30MPa，優選為0.1～9MPa。所述氧化劑與磁性氧化鐵Fe21.333O32的摩爾比為(0.25～2)：1。所述磁性氧化鐵Fe21.333O32中的鐵元素與所述含H2S的氣體中的硫元素的摩爾比為1：(2～6)。所述磁性氧化鐵Fe21.333O32為以磁性氧化鐵Fe21.333O32為活性成分的脫硫劑。所述脫硫劑與所述含H2S的氣體接觸并脫硫后得到的含二硫化鐵的物料，即為加氫催化劑。本專利技術的上述技術方案具有如下優點：1、本專利技術所述的制備二硫化鐵的方法，首創性地以磁性氧化鐵Fe21.333O32和含H2S的氣體為原料，在氧化劑存在的條件下發生反應制得二硫化鐵，其反應式為：Fe21.333O32+H2S+[O]→FeS2+H2O；本發明的制備方法之所以添加氧化劑的原因在于，磁性氧化鐵Fe21.333O32與硫化氫的反應不僅會生成FeS2，還副產FeS，通過在反應體系中加入氧化劑可以促進副產物FeS進一步與H2S反應得到FeS2，其反應機理為：FeS+H2S+[O]→FeS2+H2O，由此可使磁性氧化鐵Fe21.333O32完全轉變為二硫化鐵，從而有利于提高二硫化鐵的收率。此外，本專利技術的制備方法通過添加氧化劑，使得本專利技術的副產物僅為H2O，易于從反應體系中移除，從而得到純凈的二硫化鐵，可見本發明的制備方法能夠高收率地制得高純度的二硫化鐵。并且，本專利技術的制備方法反應條件溫和、操作簡單，非常有利于大規模推廣應用。2、本專利技術所述的制備二硫化鐵的方法，其反應原料--磁性氧化鐵Fe21.333O32可以是以磁性氧化鐵Fe21.333O32為活性成分的脫硫劑，在氧化劑的存在下該脫硫劑直接與含H2S的氣體接觸并脫硫后得到的含二硫化鐵的物料即可用作加氫催化劑，如此不僅實現了原料氣的脫硫，還一舉制得了加氫催化劑，從而杜絕了脫硫廢劑的排放，同時也大幅降低了二硫化鐵的生產成本，具有非常好的環境效益的經濟效益。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術具體實施方式中的技術方案，下面將對具體實施方式描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本專利技術的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術實施例2制得的二硫化鐵加氫催化劑的X射線多晶粉末衍射圖。具體實施方式下面將結合附圖對本專利技術的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。此外，下面所描述的本專利技術不同實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互結合。實施例1本實施例所述的制備二硫化鐵的方法，包括如下步驟：向反應器中加入16g磁性氧化鐵Fe21.333O32和30wt％雙氧水10.2mL，混勻后再向反應器中通入含H2S40000ppm的氮氣，保持反應器中的壓力為2MPa，待反應器出口的氣體中不含H2S時即表明反應完全，制得24g二硫化鐵。實施例2本實施例所述的制備二硫化鐵的方本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制備二硫化鐵的方法，包括如下步驟：在氧化劑存在的條件下，磁性氧化鐵Fe21.333O32與含H2S的氣體發生反應，即制得二硫化鐵。

【技術特征摘要】
1.一種制備二硫化鐵的方法，包括如下步驟：
在氧化劑存在的條件下，磁性氧化鐵Fe21.333O32與含H2S的氣體發生反
應，即制得二硫化鐵。
2.根據權利要求1所述的制備二硫化鐵的方法，其特征在于，所述氧化
劑為氧氣、過氧化氫、叔丁基過氧化氫、過碳酸鈉或過碳酸鉀中的一種或
多種。
3.根據權利要求1或2所述的制備二硫化鐵的方法，其特征在于，所述
反應的溫度為-5～450℃。
4.根據權利要求1-3任一項所述的制備二硫化鐵的方法，其特征在于，
所述反應的溫度為125～350℃。
5.根據權利要求1-4任一項所述的制備二硫化鐵的方法，其特征在于，
所述反應的壓力為0.001～30MPa。
6.根據權利要求1-5任一項所述的制備二硫化鐵的方法，其特征在于，<...

【專利技術屬性】
技術研發人員：高群仰，劉振義，劉營，張君，劉玉軍，
申請(專利權)人：北京三聚環保新材料股份有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11