一種超精度雙功能精脫硫劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化工助劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超精度雙功能精脫硫劑及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 氧化鋅脫硫劑廣泛應(yīng)用于石油化工原料氣、工業(yè)氣的精脫硫，主要是由于其具 有脫硫精度高、硫容大等特點。目前商品化的氧化鋅脫硫劑主要包括高溫型和低溫型兩 種，高溫型氧化鋅脫硫劑的使用溫度為300-400°C，低溫型氧化鋅脫硫劑的使用溫度為 180_250°C。由于這兩種類型的脫硫劑均需要在高溫條件下使用，因此在脫硫劑的使用過程 中需要消耗一定的能量，從而為脫硫劑提供穩(wěn)定熱源；同時脫硫劑還會發(fā)生催化作用，同時 伴隨部分副反應(yīng)。
[0003] 為了克服上述脫硫劑存在的缺點，近年來研宄人員對常溫氧化鋅脫硫劑進行了深 入的研宄。最新研發(fā)的一種常溫氧化鋅脫硫劑，其使用溫度較低，具有一定的低溫活性。然 而該常溫氧化鋅脫硫劑仍存在不足之處，其強度較差，點壓僅為28N/顆，且低溫活性偏低， 壽命較短，使用成本較高。而且，上述類型的脫硫劑精度僅能達到〇. Ippm以下。因此，亟需 開發(fā)一種高脫硫精度，較高低溫活性以及較高強度的脫硫劑，以彌補現(xiàn)有脫硫劑存在的不 足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供，以克服目前現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)： 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種超精度雙功能精脫硫劑，由以下質(zhì)量百分比的原 料制成：50-70 %氧化鋅或碳酸鋅，1-5 %氧化銅，0-5 %碳酸鉀，1-5%。硝酸銀，25-50 %氧化 鋁，1-10%粘合劑。
[0006] 進一步的，所述粘合劑為羧甲基纖維素鈉或田菁粉。
[0007] 上述超精度雙功能精脫硫劑的制備方法，包括以下步驟： (1) 按預(yù)設(shè)比例加入氧化鋅或碳酸鋅，氧化銅，碳酸鉀，硝酸銀及氧化鋁，攪拌混合； (2) 干混攪拌后，按預(yù)設(shè)比例加入羧甲基纖維素鈉或田菁粉； (3) 在所得干粉中加入適量水，攪拌均勻后對其進行捏合，然后擠條成型、干燥、焙燒， 制得脫硫劑。
[0008] 本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明提供了一種原料易得，制作簡單，穩(wěn)定性好，轉(zhuǎn)化率 尚，吸收功能強的超精度雙功能精脫硫劑，其能夠?qū)⒂袡C硫尚效轉(zhuǎn)化為無機硫，然后將無機 硫快速吸收，該脫硫劑適用于化工原料中低濃度硫化氫和羰基硫的超精度脫硫，經(jīng)過該脫 硫劑脫硫后的物質(zhì)，其出口總硫含量小于或等于5 ppb。
【附圖說明】
[0009] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所 需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施 例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲 得其他的附圖。
[0010] 圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例1所述的一種超精度雙功能精脫硫劑及其制備方法的脫 硫性能試驗裝置示意圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例1所述的一種超精度雙功能精脫硫劑及其制備方法的脫硫溫 度與硫容關(guān)系圖； 圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例1所述的一種超精度雙功能精脫硫劑及其制備方法的硫容與 脫硫劑組分關(guān)系圖； 圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例1所述的一種超精度雙功能精脫硫劑及其制備方法的脫硫工 藝流程示意圖。
[0011] 圖中： 1、氫氮混合氣鋼瓶；2、H2S與COS混合氣鋼瓶；3、減壓閥；4、穩(wěn)壓閥；5、穩(wěn)流閥；6、轉(zhuǎn)子 流量計；7、噴射混合器；8、取樣點；9、恒溫水浴器；10、水飽和器；11、水銀溫度計；12、保溫 爐絲；13、熱電偶；14、管式爐；15、反應(yīng)器；16、水冷卻器；17、尾氣吸收瓶；18、干燥器。
【具體實施方式】
[0012] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的 范圍。
[0013] 實施例1 : 根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種超精度雙功能精脫硫劑的制備方法，包括以下步 驟： (1) 依次加入59. 75g的氧化鋅，5g氧化銅，5g碳酸鉀，硝酸銀0. 25g，30g氧化鋁，并對 上述物料進行攪拌混合； (2) 干混攪拌后，加入5g羧甲基纖維素鈉； (3) 在所得干粉中加入適量水，攪拌均勻后對其進行捏合，然后擠條成型、干燥、焙燒， 制得脫硫劑。
[0014] 實施例2 : (1) 依次加入49. 75g的氧化鋅，5g氧化銅，5g碳酸鉀，硝酸銀0. 25g，40g氧化鋁，并對 上述物料進行攪拌混合； (2) 干混攪拌后，加入5g田菁粉； (3) 在所得干粉中加入適量水，攪拌均勻后對其進行捏合，然后擠條成型、干燥、焙燒， 制得脫硫劑。
[0015] 實施例3: (1)依次加入69. 75g的氧化鋅，3g氧化銅，Ig碳酸鉀，硝酸銀0. 25g，26g氧化鋁，并對 上述物料進行攪拌混合； (2) 干混攪拌后，加入2g羧甲基纖維素鈉； (3) 在所得干粉中加入適量水，攪拌均勻后對其進行捏合，然后擠條成型、干燥、焙燒， 制得脫硫劑。
[0016] 實施例4 :脫硫性能檢測試驗 (1) 連接試驗裝置 如圖1所示，氫氮混合鋼瓶1順序連接減壓閥3、穩(wěn)壓閥4、穩(wěn)流閥5及轉(zhuǎn)子流量計6， H2S與COS混合氣鋼瓶2同樣依次順序連接另一套上述裝置，然后兩套裝置同時連接噴射混 合器7,然后順序連接水飽和器一、水飽和器二和水飽和器三10,所述水飽和器均置于水浴 器9內(nèi)，所述水飽和器三10內(nèi)匹配有水銀溫度計11，所述水飽和器三10端口插有通氣管， 所述通氣管外環(huán)繞有保溫爐絲12,所述保溫爐絲連接有管式爐14,所述管式爐14頂端與側(cè) 端均設(shè)有熱電偶13,所述管式爐內(nèi)設(shè)有反應(yīng)器15,所述反應(yīng)器15連接有水冷卻器16,所述 水冷卻器16依次連接有尾氣吸收瓶17和干燥器18 ; (2) 通氣檢測脫硫性能 將制備好的超精度雙功能精脫硫劑研磨成40目，取3ml裝入反應(yīng)器15中，反應(yīng)器直徑 為6 mm，長200 mm，首先通N2檢查實驗裝置是否存在漏氣現(xiàn)象；然后通入含羰基硫（COS) 和無機硫（H2S)的氫氮氣，總硫含量為35ppm，空速為ΙΟΟΟ-ΘΟΟΟΙΓ1，反應(yīng)溫度控制在80-320 °C范圍內(nèi)，反應(yīng)壓力為常壓_3MPa，采用西南化工研宄院TY-2000-TS-A型微量硫分析儀檢 測取樣點8處和反應(yīng)器15中H2S和COS的含量，反應(yīng)器15出口脫硫精度< 5 ppb，工作硫 容為 20 %-25 %(w/w); (3) 檢測結(jié)果分析 如圖2所示，在溫度范圍50-350°C內(nèi)，隨著脫硫溫度逐漸升高，硫容量逐漸增加，硫容 量與脫硫溫度基本呈線性增長關(guān)系。
[0017] 實施例5 :組分變量與硫容關(guān)系 根據(jù)實施例1所述的超精度雙功能精脫硫劑的制備方法，在不改變氧化鋅和碳酸鉀含 量的基礎(chǔ)上，改變氧化銅的含量，并添加不同含量的氧化鋁，得到樣品一，所述樣品一的硫 容量如圖3所示； 根據(jù)實施例2所述的超精度雙功能精脫硫劑的制備方法，在不改變氧化銅和碳酸鉀含 量的基礎(chǔ)上，改變氧化鋁的含量，并添加不同含量的氧化鋅，得到樣品二，所述樣品二的硫 容量如圖3所示； 根據(jù)實施例3所述的超精度雙功能精脫硫劑的制備方法，在不改變氧化銅和碳酸鉀含 量的基礎(chǔ)上，改變氧化鋅的含量，并添加不同含量的氧化鋁，得到樣品三，所述樣品三的硫 容量如圖3所示； 結(jié)果分析： 由圖3可以看出，樣品1中氧化銅含量優(yōu)選1-5 % ; 由圖3可以看出，樣品2中氧化鋁含量優(yōu)選25-50 % ; 由圖3可以看出，樣品3中氧化鋅含量優(yōu)選50-70 %。
[0018] 實施例6:工業(yè)應(yīng)用一 某廠采用本發(fā)明的超精度雙功能精脫硫劑凈化用作原料氣的天然氣，氣體組成為：ch496 %，C2H6 2.7 %，C3H9 1.8 %，H2S 1-6 ppm，COS 0.2-0. 5 ppm，氣量 15000 m3/h，超精度雙功 能精脫硫劑用量15m3,裝入Φ2000 mm的固定床反應(yīng)器中，然后通入天然氣，空速1000 h-1， 反應(yīng)溫度250-260 °C，反應(yīng)壓力2-3 MPa，其應(yīng)用效果見表1 ;
結(jié)果分析：采用本發(fā)明的超精度雙功能精脫硫劑，出口總硫含量不隨處理時間及進口 總硫含量的變化而改變，并且出口總硫含量始終控制在小于5ppb的范圍內(nèi)。
[0019] 實施例7:工業(yè)應(yīng)用二 某廠采用本發(fā)明的超精度雙功能精脫硫劑凈化SNG (煤制合成天然氣）產(chǎn)品氣，其工藝 流程圖如圖4所示，SNG產(chǎn)品氣依次經(jīng)過煤氣化，煤氣變換冷卻，低溫甲醇洗，精脫硫以及甲 烷化等步驟完成脫硫精制過程，其原料氣組成見表2 ;
反應(yīng)條件如下：氣量180000 m3/h，超精度雙功能精脫硫劑用量60 m3,裝入Φ2500 _ (單塔）的固定床反應(yīng)器中（雙塔串聯(lián)），然后通入氣體，空速30001^，反應(yīng)溫度80°C，反應(yīng) 壓力3. 2 MPa，其應(yīng)用效果見表3 ;
結(jié)果分析：采用本發(fā)明的超精度雙功能精脫硫劑，使用時間為150天，進口總硫含量為 1.0 ppm時，使用時間275天，進口總硫含量為0. 8ppm時，以及使用時間410天，進口總硫含 量為0. 6ppm時，出口總硫含量均為檢出含硫物質(zhì)，在使用579天，進口總硫含量為1.0 ppm 時，檢測到出口總硫含量控制在小于5ppb的范圍內(nèi)，說明本發(fā)明的超精度雙功能精脫硫劑 具有穩(wěn)定性好，轉(zhuǎn)化率高，吸收功能強的特點。
[0020] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種超精度雙功能精脫硫劑，由以下質(zhì)量百分比的原料制成：50-70%氧化鋅或碳 酸鋅，1-5 %氧化銅，0-5 %碳酸鉀，1-5%。硝酸銀，25-50 %氧化鋁，1-10%粘合劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超精度雙功能精脫硫劑，其特征在于，所述粘合劑為羧甲基 纖維素鈉或田菁粉。3. 權(quán)利要求1所述的超精度雙功能精脫硫劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 按預(yù)設(shè)比例加入氧化鋅或碳酸鋅，氧化銅，碳酸鉀，硝酸銀及氧化鋁，攪拌混合； (2) 干混攪拌后，按預(yù)設(shè)比例加入羧甲基纖維素鈉或田菁粉； (3) 在所得干粉中加入適量水，攪拌均勻后對其進行捏合，然后擠條成型、干燥、焙燒， 制得脫硫劑。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超精度雙功能精脫硫劑的制備方法，其特征在于，所述粘合 劑為羧甲基纖維素鈉或田菁粉。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種超精度雙功能精脫硫劑及其制備方法，超精度雙功能精脫硫劑由以下質(zhì)量百分比的原料制成：50-70％氧化鋅或碳酸鋅，1-5％氧化銅，0-5％碳酸鉀，1-5‰硝酸銀，25-50％氧化鋁，1-10%粘合劑。本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明提供了一種原料易得，制作簡單，穩(wěn)定性好，轉(zhuǎn)化率高，吸收功能強的超精度雙功能精脫硫劑，其能夠?qū)⒂袡C硫高效轉(zhuǎn)化為無機硫，然后將無機硫快速吸收，該脫硫劑適用于化工原料中低濃度硫化氫和羰基硫的超精度脫硫，經(jīng)過該脫硫劑脫硫后的物質(zhì)，其出口總硫含量小于或等于5ppb。
【IPC分類】B01D53/48, B01D53/81
【公開號】CN104941439
【申請?zhí)枴緾N201510293596
【發(fā)明人】張傳學, 劉壬川, 黃剛, 程傳斌
【申請人】湖北華特爾凈化技術(shù)有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月2日