CN102010761A - 一种常温氧化铁脱硫剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于净化剂技术领域，涉及一种常温氧化铁脱硫剂的制备方法。将硫酸亚铁、熟石灰、碳酸钠(或碳酸钾、或氢氧化钠、或氢氧化钾)、碎木屑等按一定的比例加入捏合机中，捏合均匀后挤压成条状，然后经过烘干得到脱硫剂成品。该脱硫剂采用的原料价廉易得，制备方法非常简单，脱硫剂具有良好的机械强度和较高的硫容，可广泛用于天然气、炼厂干气、城市煤气，以及合成氨、合成甲醇、制氢等的过程气中硫化氢的脱除。

Description

一种常温氧化铁脱硫剂的制备方法
技术领域：本发明属净化剂技术领域，具体涉及一种常温氧化铁脱硫剂的制备方法。
背景技术：制取氨、甲醇及众多化工和石油化工产品所用催化剂均具有很高的活性和选择性，但它们对毒物十分敏感，而硫则是最常见、最普遍存在的毒物之一，必须有效脱除，才能保证后继工序催化剂的正常使用。另外，城市煤气和一些天然气(如川东北天然气)中常常含有较高含量的硫化氢，需要加以脱除才能达到管输的要求。
氧化铁脱硫剂是一种常用的干法脱硫剂，它可广泛应用于天然气、炼厂干气、城市煤气，以及合成氨、合成甲醇、制氢等的过程气中硫化氢的脱除。
氧化铁脱硫剂通常由硫酸亚铁溶液与沉淀剂进行反应生成沉淀，经过洗涤、过滤、干燥、混合、挤条、干燥等工序制得。如，CN200610102011公开了一种氧化铁脱硫剂的制备方法，通过硫酸亚铁与碳酸盐混合，控制反应pH值为8～9反应，生成碳酸亚铁和硫酸盐；在空气中氧化、水洗、过滤，将过滤后的物料烘干即得水合氧化铁，由水合氧化铁、造孔剂、调节剂和粘合剂制成脱硫剂。该脱硫剂具有较高的硫容，延长了脱硫剂的使用周期，降低了更换频率。CN01106879公开了一种以氧化铁为主的脱硫剂，采用硫酸亚铁与氨水、石灰、碳酸钠组成的混合沉淀剂反应，添加镍或铬或铜或镉或其他过渡金属元素氧化物为助剂，以水泥为粘合剂。
上述氧化铁脱硫剂制备方法的特点是用铁盐溶液与沉淀剂的溶液进行中和沉淀反应，然后再经过洗涤、过滤、干燥等过程制备出脱硫剂的前驱体水合氧化铁，然后再经过配料、捏合、挤条、干燥等工艺才能制得脱硫剂。存在生产工艺复杂，设备投资大，原料利用率低，会产生大量含有硫酸铵(或硫酸钠)的废水等不足。
发明内容：本发明的目的是提供一种新的常温氧化铁脱硫剂的制备方法。本发明方法提供的常温氧化铁脱硫剂制备方法采用生产钛白粉的副产品硫酸亚铁与熟石灰这两种价廉易得的原料经过简单的捏合，挤压成型、干燥等过程制备出脱硫剂。
本发明方法具有比传统方法生产流程短、生产工艺简单，原料利用率高，生产成本低，生产过程不产生任何污染物等优点，生产的产品具有良好的机械强度和硫容。
本发明是这样来实现的：将将硫酸亚铁、熟石灰按摩尔比1∶0.9～1.5加入捏合机中，捏合均匀后挤压成条状，然后在100℃～150℃下烘干得到脱硫剂成品。
通过捏合使硫酸亚铁与熟石灰以及空气中的氧气发生固相反应生成硫酸钙和水合氧化铁。主要的反应有：
FeSO4·7H2O+Ca(OH)2＝CaSO4+Fe(OH)2+7H2O
4Fe(OH)2+O2＝4γ-FeOOH+2H2O
反应生成的硫酸钙作为脱硫剂的载体，水合氧化铁作为脱硫活性组份。固相反应得到的物料经过干燥后即可直接作为脱硫剂使用。为了提高脱硫剂的硫容，本发明还可在捏合过程中添加适量的碱性助剂和造孔剂。
一般地，本发明的实现主要包括以下步骤：(1)将硫酸亚铁、熟石灰按比例加入到捏合机中，捏合1～2h；(2)加入碱性助剂碳酸钠(或碳酸钾、或氢氧化钠、或氢氧化钾)作为脱硫促进剂，加入多空物质碎木屑(或硅藻土或易分解物质碳酸氢铵)作为造孔剂，继续捏合0.5h；(3)捏合均匀的物料加入挤条机中，挤压成直径5mm的条状；(4)在110℃下干燥得到脱硫剂成品。
具体实施方式：以下的实例用以进一步说明本发明的内容：
实施例1：取1000g的FeSO4·7H2O和266g熟石灰加入捏合机中，开启捏合机捏合1～2h；加入15g碳酸钠和15g碎木屑，继续捏合0.5h；将捏合好的物料加入挤条机中挤压成直径为5mm、长度为5～10mm的条状；将条剂在110℃下干燥得到脱硫剂成品I。
实施例2：取1000g的FeSO4·7H2O和280g熟石灰加入捏合机中，开启捏合机捏合1～2h；加入30g硅藻土，继续捏合0.5h；将捏合好的物料加入挤条机中挤压成直径为5mm、长度为5～10mm的条状；将条剂在110℃下干燥得到脱硫剂成品II。
硫容测定：将脱硫剂破碎成0.425-1.180mm的粒子。采用H2S含量为2000ppm，O2含量为0.2％～0.5％，其余为N2的混合气体作为测试气体。取2mL脱硫剂装填于管式反应器中，在常温下向反应器中通入含有H2S的测试气体，每隔0.5h检测一次反应器出口气体中的H2S含量，当检测到反应器出口气体中H2S含量达到1ppm时，再取样分析一次，如果测得的H2S含量≥1ppm，停止试验。取试验后的脱硫剂样品，测定其中的硫含量，用测得的硫含量除以脱硫前样品的重量得到脱硫剂的硫容。
机械强度测定：采用颗粒强度测定仪测定脱硫剂的径向抗压碎力。
  样品   一次穿透硫容，％   径向抗压碎力，N/cm
  I   24   65
  II   22   57
从测定结果看，按本发明实施例制备的脱硫剂具有较高的硫容和机械强度。

Claims (3)

1.一种常温氧化铁脱硫剂的制备方法，其特征是将硫酸亚铁、熟石灰按摩尔比1∶0.9～1.5加入捏合机中，捏合均匀后挤压成条状，然后在100℃～150℃下烘干得到脱硫剂成品。
2.如权利要求1所述脱硫剂的制备方法，其特征在于捏合过程中添加碱性助剂碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠或氢氧化钾作为脱硫促进剂，以提高脱硫剂的硫容。
3.如权利要求1所述脱硫剂的制备方法，其特征在于捏合过程中添加多孔物质碎木屑、硅藻土或添加易分解物质碳酸氢铵作为造孔剂，以提高脱硫剂的硫容。
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