專利名稱：常溫改性活性炭有機(jī)硫脫硫劑及制備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明常溫改性活性炭有機(jī)硫脫硫劑及制備屬于以煤、石油、天然氣為原料制備的化工原料氣的脫硫凈化劑及催化劑制備領(lǐng)域。
以煤、石油和天然氣為原料的合成氨、合成甲醇以及粘膠纖維行業(yè)廢氣和以城市煤氣為燃?xì)獾碾娮庸I(yè)、玻璃工業(yè)和陶瓷與金屬加工工業(yè)，有機(jī)硫的存在常使催化劑中毒，電子顯像管鉛玻璃劣化，玻璃瓶變脆以及陶瓷與金屬的質(zhì)量與性能變異。目前常用的方法是加氫轉(zhuǎn)化或水解轉(zhuǎn)化再串H2S吸收工段。由于加氫轉(zhuǎn)化投資大，溫度高(≥250℃)，且對于CO含量高的還原性氣氛不易采用；水解轉(zhuǎn)化法對高分子量的有機(jī)硫(CS2、硫醇)要達(dá)到適宜的水解轉(zhuǎn)化率，須要求較高溫度，而溫度升高，相應(yīng)的水解催化劑易發(fā)生氧中毒，進(jìn)而影響催化劑的穩(wěn)定性和壽命。例如日本專利JP7802,425,27、德國專利Ger.offen.DE.3,534,741 CS2水解溫度均在250℃以上，而中國專利CN1069673A當(dāng)CS2水解轉(zhuǎn)化率達(dá)80％時，使用溫度也超過了100℃。因此，利用常溫改性活性炭吸收高分子量的有機(jī)硫是一條較適宜和經(jīng)濟(jì)的途徑，中國專利CN1095963A，是一種活性炭類轉(zhuǎn)化吸收型脫硫劑，其組成為鉀鹽或鈉鹽與任一種有機(jī)胺組成的二元混合物分浸或共浸而制得。由于其活性炭載體沒有充分預(yù)處理，在工業(yè)使用中，硫容易受工業(yè)氣氛的影響(主要是CO、H2O、O2和CO2的影響)，其工業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)與專利數(shù)據(jù)有很大差別，主要表現(xiàn)在以下兩個方面一是工業(yè)使用硫容普遍較低；其二是硫容與有機(jī)硫的分子量成正比，而專利數(shù)據(jù)基本上大部分成反比，如專利數(shù)據(jù)COS的硫容大多比CS2高，而工業(yè)應(yīng)用常常相反。
本發(fā)明常溫改性活性炭有機(jī)硫脫硫劑及制備目的在于有效地克服脫硫劑配方繁雜，工業(yè)使用中氣氛效應(yīng)大，硫容低等缺點(diǎn)。其特征是首先對活性炭進(jìn)行水煮改性，然后用等體積浸漬法將KOH或鉀鹽與乙二胺和乙醇的混合液浸漬到水煮活性炭上而制得，從而提供一種硫容大、操作穩(wěn)定、氣氛效應(yīng)小和制備方法簡單的常溫改性活性炭有機(jī)硫脫硫劑。
一種常溫改性活性炭有機(jī)硫脫硫劑，是以柱狀或球形活性炭為載體，用鉀鹽與有機(jī)胺溶液混合液進(jìn)行浸漬，然后干燥、焙燒而得，其特征是由KOH、K2CO3、KI與乙二胺和乙醇的混合液為活性物，其KOH、K2CO3、KI為活性炭載體重量的0.5～15％，乙二胺與乙醇混合液的體積比為1∶1至6∶1。
如上所述的改性活性炭有機(jī)硫脫硫劑的制備方法，其特征是將柱狀或球形活性炭在100℃下水煮3h，再經(jīng)真空干燥預(yù)處理后，通過等體積浸漬法與含KOH，K2CO3、KI的乙二胺和乙醇的混合液在室溫至90℃條件下進(jìn)行浸漬，在室溫～100℃干燥，再經(jīng)150～350℃下的惰性氣體中焙燒活化而成。
其制備過程如下首先將球形或柱狀活性炭用水煮2～4h，然后在抽真空下于100～150℃下干燥8～12h備用；配制乙二胺與乙醇混合液，其體積比可為1∶1至6∶1，然后，將一定量的KOH、K2CO3或KI在室溫～90℃下溶于此混合液中，并在此溫度范圍內(nèi)等體積浸漬到水煮活性炭上，放置2～24h后，在室溫至100℃范圍內(nèi)干燥2～4h；最后在150～350℃下用惰性氣體保護(hù)焙燒活化2～4h而制得。
脫硫劑的活性及硫容測試在固定床玻璃反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，反應(yīng)器內(nèi)徑20毫米，脫硫劑為中3～8×4-10毫米的園柱狀，床層反應(yīng)溫度40℃，空速1000h-1，原料氣為水煤氣或CS2、硫醇配氮?dú)猓蠚膺M(jìn)入反應(yīng)器前，經(jīng)水貯瓶鼓泡飽和，硫容以床層出口氣用色譜檢測到硫化物后(即硫含量約0.1ppm)，即認(rèn)為床層已被穿透而計算得到的工作硫容為計算依據(jù)(不用飽和硫容計)。從而活性均為100％。
本發(fā)明改性活性炭有機(jī)硫脫硫劑用于合成氨、合成甲醇、以及天然氣、焦?fàn)t氣、石化化工原料氣中各種有機(jī)硫的脫除和電子、紡織、冶金、金屬加工行業(yè)中的燃?xì)饷摿蚝铜h(huán)境保護(hù)。
下面以表、附圖和實施例詳細(xì)說明本發(fā)明。
實施例1分別稱取5gKOH、K2CO3和KI，然后分別放入65ml(或56g)2∶1的乙二胺乙醇混合液中加熱攪拌溶解，稱取3份各80g的水煮改性活性炭分別放入3個100ml園底燒瓶中，然后用含KOH、K2CO3和KI的三種乙二胺乙醇混合液分別滴加到放有80g水煮活性炭的3個園底燒瓶中等體積浸漬，放置24h后，在100℃干燥4h，300℃下在氮?dú)庵斜簾?h，分別得到含KOH、K2CO3和KI各6.25％和70％乙二胺乙醇混合液的脫硫劑，其組成與硫容數(shù)據(jù)見表1，結(jié)果表明負(fù)載K2CO3的硫容較高。
表1不同組份脫硫劑的硫容脫硫劑序號組份 脫CS2硫容1#KOH/乙二胺+乙醇3.52#K2CO3/乙二胺+乙醇 3.93#KI/乙二胺+乙醇 2.7操作條件溫度40℃，空速1000h-1，水蒸汽飽和實施例2固定乙二胺和乙醇混合液的配比為2∶1，分別量取65ml(或56g)該混合液5份分別放入5個園底燒瓶中，再分別稱取0.5g、2.0g、4.0g、6.0g和8.0gK2CO3分別放入裝有混合液的5個園底燒瓶中，加熱溶解后，分別等體積浸漬到5份80g水煮改性活性炭上。經(jīng)80℃干燥3h，300℃氮?dú)鈿夥罩斜簾罨?h后，測定其硫容，數(shù)據(jù)見表2表2不同含量K2CO3對脫硫劑硫容的影響硫 容脫硫劑序號K2CO3含量％ CS2CH3SH1#0.625 0.750.262#2.5 1.5 0.803#5.0 2.4 1.404#7.5 4.411.915#10.03.081.73操作條件溫度40℃，空速1000h-1，水蒸汽飽和可以看出，4#脫硫劑效果最好。
工業(yè)實施例按照表2中4#脫硫劑配方，擴(kuò)大設(shè)備與生產(chǎn)量，并命名該脫硫劑為TGC-2型，用于某化肥廠碳化后合成氨原料氣精脫硫，反應(yīng)器直徑中2200mm，裝填量9m3，操作壓力0.5MPa，溫度40℃，空速700h-1，進(jìn)口CS2濃度0.2～0.5mgS/m3。運(yùn)行4個月未檢測到CS2。其運(yùn)行結(jié)果見表3。
表3 工業(yè)使用TGC-2型脫硫劑運(yùn)行結(jié)果反應(yīng)器 反應(yīng)器運(yùn)行時間/天進(jìn)口CS2濃度 出口CS2濃度 脫除率％mgS/m3mgS/m31 0.44010010 0.22010020 0.52010040 0.30010080 0.2601001000.4001001200.380100


圖1 TGC-2脫硫劑硫容與空速的關(guān)系圖。圖中橫坐標(biāo)為空速，l/h；縱坐標(biāo)為硫容，gS/00gC。圖2 TGC-2脫硫劑硫容與溫度的關(guān)系圖。圖中橫坐標(biāo)為溫度，℃；縱坐標(biāo)為硫容，gS/100gC。
權(quán)利要求
1.一種常溫改性活性炭有機(jī)硫脫硫劑，是以柱狀或球形活性炭為載體，用鉀鹽與有機(jī)胺溶液混合液進(jìn)行浸漬，然后干燥、焙燒而得，其特征是由KOH、K2CO3、KI與乙二胺和乙醇的混合液為活性物，其KOH、K2CO3、KI為活性炭載體重量的0.5～15％，乙二胺與乙醇混合液的體積比為1∶1至6∶1。
2.權(quán)利要求1所述的改性活性炭有機(jī)硫脫硫劑的制備方法，其特征是將柱狀或球形活性炭在100℃下水煮3h，再經(jīng)真空干燥預(yù)處理后，通過等體積浸漬法與含KOH、K2CO3、KI的乙二胺和乙醇的混合液在室溫至90℃條件下進(jìn)行浸漬，在室溫-100℃干燥，再經(jīng)150～350℃下的惰性氣體中焙燒活化而成。
全文摘要
一種常溫改性活性炭有機(jī)硫脫硫劑及制備屬于氣體凈化脫硫劑制備領(lǐng)域。該脫硫劑用球形或柱狀活性炭為載體經(jīng)水煮真空干燥后,用含0.5～15%載體重量的KOH、K
文檔編號C10K1/32GK1186841SQ98104969
公開日1998年7月8日 申請日期1998年1月21日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月21日
發(fā)明者李春虎, 郭曉汾, 上官炬, 樊惠玲, 李彥旭, 郭紅生, 沈芳, 郭漢賢 申請人:太原理工大學(xué)