CN102824823A

CN102824823A - 一种液相负载型气体脱硫剂

Info

Publication number: CN102824823A
Application number: CN2012103617663A
Authority: CN
Inventors: 薛群翔; 齐永红; 刘彦婷
Original assignee: Shaanxi Research Design Institute of Petroleum and Chemical Industry
Current assignee: Shaanxi Chemical Research Institute Co ltd
Priority date: 2012-09-25
Filing date: 2012-09-25
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2032-09-25
Also published as: CN102824823B

Abstract

本发明涉及一种液相负载型气体脱硫剂，包括A、B两部分组分物，其中组合物A由吸收剂(碳酸钠和/或碳酸钾和/或碳酸氢钠等)、氧化催化剂(EDTA铁和/或EDDHA铁和/或磺化酞菁钴等)、相转移催化剂(甲胺或辛胺等)和水组成，组合物B采用活性焦和/或活性炭和/或兰炭和/或氧化铝等。在包装运输前或施工装料之前，将组分物A 喷洒或喷淋于组分物B上，使其完全浸渍，或直接与组分物B混合，即制得产品。与现有技术相比，本发明具有投资少、硫容高、操作简单、运行费用低、能耗低、对硫化氢气体脱除效果好且适用范围广等优点，有效解决了合成气、焦炉气、油层气、页岩气等在生产或开采时气体净化过程中对硫化氢气体的脱除问题。

Description

一种液相负载型气体脱硫剂

技术领域

本发明属于化工产品的制备技术领域，涉及一种气体净化剂，特别是一种用于含硫化氢(H₂S)气体净化过程的液相负载型脱硫剂。

背景技术

合成气、焦炉气、油层气、页岩气等能源化工项目在生产或开采过程中均存在有大量的对环境及人体有害的硫化氢气体，对硫化氢气体的脱除是气体净化过程必须解决的问题。

目前本领域在气体净化过程中用于脱除H₂S的方法主要有干法脱硫和湿法脱硫两种。

一、干法脱硫：使用金属氧化物和活性炭等脱硫剂。金属氧化物主要是化学反应吸收，而活性炭主要是物理吸附。干法脱硫多用于精脱硫，对无机硫和有机硫都有较高的净化度。不同的干法脱硫剂可用在不同的温区工作，由此可将其划分为低温(常温和低于100℃)、中温(100℃～400℃)和高温(高于400℃)脱硫剂。传统的干法脱硫虽然工艺简单，但操作费用高，硫容相对较小，产生的废脱硫剂容易造成二次污染，仅适合低硫含量的煤气处理或针对湿法脱硫后高要求的气源精脱硫要求。

二、湿法脱硫：又分为“湿式氧化法”和“胺法”两种，多用于合成氨原料气、焦炉气、天然气中大量硫化物的脱除。湿式氧化法是利用溶液吸收H₂S后，将H₂S直接转化为单质硫，分离后溶液循环使用，具有代表性的湿式氧化脱硫工艺主要有TH法、FRC法、ADA法和HPF法。胺法是将吸收的H₂S 经再生系统释放出来送到克劳斯装置，再转化为单质硫，溶液循环使用，主要有索尔菲班法、一乙醇胺法、AS法和氨硫联合洗涤法等，而近年来研发的PDS +栲胶脱硫法是一种以煤气中的氨为碱源，以PDS+栲胶为复合催化剂的新型脱硫方法。综合而论，湿法脱硫在具体实施应用过程中还存在有装置投资大、能耗高以及运行总费用较高等不足。

发明内容

本发明的目的在于对现有技术存在的问题加以解决，进而提供一种投资少、硫容高、操作简单、运行费用低、能耗低、对H₂S脱除效果好且适用范围广的液相负载型气体脱硫剂。

为实现上述发明目的而采用的技术解决方案是这样的：该液相负载型气体脱硫剂的有效成分由质量百分率分别为10%～50%和50%～90%的A和B两部分组分物组成，其中，

组分物A由吸收剂、氧化催化剂、相转移催化剂和水四种组分配制而成，四种组分的质量百分比为：

在组分物A中，所说的吸收剂为碳酸钠和/或碳酸钾和/或碳酸氢钠和/或碳酸氢铵和/或亚硫酸氢钠等，所说的氧化催化剂为EDTA铁和/或EDDHA铁和/或磺化酞菁钴和/或酞菁钴和/或蒽醌和/或磺化蒽醌等，所说的相转移催化剂为甲胺、辛胺、叔丁胺、二丙胺、环丙胺、正丁胺或二亚乙基三胺等有机胺；

组分物B为活性焦和/或活性炭和/或兰炭和/或焦炭和/或白土和/或氧化铝等。

本发明技术解决方案中，组分物B优选活性焦。

用于制备该液相负载型气体脱硫剂的方法是：在包装运输前或施工装料之前，将组分物A喷洒或喷淋于组分物B上，使其完全浸渍，或直接与组分物B混合，即制得产品。该产品的具体使用操作可采用现有的气体脱硫工艺与设备。

本发明所述的液相负载型气体脱硫剂与传统单纯的吸附或干法脱硫剂不同，是一种将湿法脱硫原理与液相负载催化反应技术相结合而研究的一种新型的具有宏观气固干法和微观气液湿法特点的催化反应脱硫剂。其工作原理在于：(一)、硫化氢分子自气相通过对流扩散或分子扩散到达固体内微米及纳米孔道中的液相表面；(二)、在液相表面，有机胺捕获气相中的硫化氢分子，形成酸碱复合物；(三)、复合物转移至液相与碱反应生成硫氢根离子与有机胺，有机胺再循环至液面；(四)、硫氢根离子在液相催化剂作用下与液相中的氧反应，转化为单质硫形成胶体，进而有效解决了合成气、焦炉气、油层气、页岩气等在生产或开采时气体净化过程中对H₂S的脱除问题。

另外，为保证纳米通道内液相存在，在脱硫工艺操作中应该保证如下操作条件：(1).气相含水或定期喷水；(2)．操作温度不可过高，一般不应超过80℃；(3).保证组分物B的强度，一般要求≥90N/cm²。

与现有技术相比，本发明的优点在于：a)、采用多相催化强化组合技术，综合兼备了几种传统方法的优势而摒弃了其不足，脱硫效果好，适用范围广；b)、直接液相负载，无须传统方法所需干燥过程，节省能源、减少了废气排放；c)、采用活性焦替代或部分替代活性碳，大大降低了运行成本。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的描述，但本发明的保护范围并不局限于下述的实施例。

实施例1

取碳酸钠、EDTA铁、磺化蒽醌、辛胺、水按9∶1.2∶0.8∶4∶25的质量配比相溶合，配制成组分物A，将组分物A喷洒于褐煤活性焦(组分物B)上，二者(A、B)的质量配比为4∶6，待其完全吸收后，即为高效脱硫剂，装填脱硫塔。待净化气为含硫化氢500ppm的油田伴生气,处理量为6000立方米/小时,脱硫剂装填5立方米,在40℃下，空速1200/小时，工作硫容46.7%，出口气体硫化氢,20ppm。

工艺条件如下：

油田伴生气体中气中含有焦油及苯等大分子有机物，防止这些物质堵塞脱硫剂有效孔径，方案中预处理部分用焦炭作为吸附介质，吸附低沸点组分及苯等物质；采用高效的液相负载型气体硫化氢脱硫剂，在原料气有氧、水条件下，进行脱硫塔装填，一般设置三个脱硫塔，每塔上下两段，其中第一个塔两段串、并联脱硫和第三个塔单段串联精脱硫，第二个塔两段串、并联和第三个塔单段串联精脱硫。酸性气体在不超过80℃、500～4000/小时的空速条件下，自下而上通过脱硫塔，保证气体水分饱和或补水保持脱硫塔底托盘湿润为标准。补空气量为气体中H₂S含量的5倍，根据脱硫剂运行情况，在末端进行检测，硫含量达到标准选择更换或再生。

实施例2

取碳酸钾、碳酸钠、亚硫酸氢钠、EDDHA铁、酞菁钴、叔丁胺、水按4∶2∶1.6∶1.6∶0.4∶2.4∶18的质量配比相溶合，配制成组分物A，将组分物A喷洒于褐煤活性焦(组分物B)上，二者(A、B)的质量配比为3∶7，待其完全吸收后，即为高效脱硫剂，装填脱硫塔。处理量为8000立方米/小时，脱硫剂装填7立方米，含硫化氢1700ppm待净化合成气，在35℃下，空速为1100～1200/小时，工作硫容48.3%，出口气体硫化氢30ppm。

工艺条件同实施例一。

实施例3

取碳酸氢钠、碳酸钠、EDDHA铁、磺化酞菁钴、叔丁胺、水按4∶5.5∶1.3∶0.7∶3.5∶20的质量配比相溶合，配制成组分物A，将其喷洒于兰炭(组分物B)上，二者(A、B)的质量配比为3.5∶6.5，待其完全吸收后，即为高效脱硫剂，装填脱硫塔。待净化气为含硫化氢1450ppm的兰炭炉尾气，处理量为8000立方米/小时，脱硫剂装填7立方米，在45℃下，空速3000/小时，工作硫容42.7%，出口气体硫化氢40ppm。

工艺条件同实施例一。

Claims

1.一种液相负载型气体脱硫剂，其特征在于该气体脱硫剂的有效成分由质量百分率分别为10%～50%和50%～90%的A和B两部分组分物组成，其中，

由吸收剂、氧化催化剂、相转移催化剂和水四种组分配制而成，四种组分的质量百分比为：

在组分物A中，所说的吸收剂为碳酸钠和/或碳酸钾和/或碳酸氢钠和/或碳酸氢铵和/或亚硫酸氢钠，所说的氧化催化剂为EDTA铁和/或EDDHA铁和/或磺化酞菁钴和/或酞菁钴和/或蒽醌和/或磺化蒽醌，所说的相转移催化剂为甲胺、辛胺、叔丁胺、二丙胺、环丙胺、正丁胺或二亚乙基三胺；

组分物B为活性焦和/或活性炭和/或兰炭和/或焦炭和/或白土和/或氧化铝。

2.根据权利要求1所述的液相负载型气体脱硫剂，其特征在于组分物B为活性焦。

3.一种用于制备权利要求1所述液相负载型气体脱硫剂的方法，其特征是：将组分物A 喷洒或喷淋于组分物B上，使其完全浸渍，或直接与组分物B混合，即制得产品。