CN109173634B - 一种铁基常低温硫化氢精脱除剂、其制备方法及应用 - Google Patents

一种铁基常低温硫化氢精脱除剂、其制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种铁基常低温硫化氢精脱除剂、其制备方法及应用。脱除剂由铁、钛元素组成。其主要步骤包括用氯化铁和氯化钛为原料，通过沉淀法制得的铁钛复合物，操作温度低，产品重现性好，可用于常低温下，高空速、低浓度下硫化氢的精脱除。

Description

一种铁基常低温硫化氢精脱除剂、其制备方法及应用
技术领域
本发明属于化工技术领域，具体涉及一种常低温铁基脱硫剂及其制备方法以及应用于高空速、低浓度硫化氢的精脱除。
背景技术
在工业生产中的很多场合都会产生硫化物。在以煤或者石油制取化工原料的生产过程中，以及含硫有机物在其它还原性环境中均会产生硫化氢，其不仅会使金属催化剂中毒失效，而且是一种恶臭气体，严重污染环境，影响人体健康。现有技术中的硫化氢脱除剂品种很多，多数以铁系脱硫剂、锰系脱硫剂、活性炭脱硫剂或者载体负载活性金属脱硫剂为主，而用于常低温商品脱硫剂以铁基脱硫剂为主。氧化铁是最传统的脱硫剂之一，而现有的氧化铁脱硫剂在常温下脱硫精度和硫容均较低，一般穿透硫容小于15％(出口硫化氢小于1μg/L)，应用空速较低，一般小于200h-1。
为了提高脱硫性能，可以制备活性较高的铁氧化物。CN 106823769 A公开了一种氧化铁脱硫剂的制备方法，该脱硫剂包括六水氯化铁、七水硫酸亚铁和氢氧化钠，其制备方法为采用六水氯化铁、七水硫酸亚铁和氢氧化钠为原料通过空气氧化法制备前驱物，然后，将所述前驱物经热处理后制备得所述氧化铁脱硫剂。该工艺在脱硫过程中采用脱硫温度为25℃，空速为2400mL·h-1·g-1，应用于高浓度硫化氢的脱除，描述了出口硫浓度为400ppm的饱和硫容。
另一种提高脱硫剂性能的方法是在氧化铁中加入其它金属元素。中国专利CN1043613C公开了一种用于脱除气体中有机硫的低温脱硫剂，该脱硫剂包括主剂、辅剂以及常规填充剂；其中主剂由二氧化锰、三氧化二铁和氧化锌中的至少两种组成，作为其中的一种选择，主剂可以选择由二氧化锰和三氧化二铁组成，辅剂为氧化铜和稀土金属氧化物中的至少一种，常规填充剂为氧化铝、氧化硅、石墨、粘土、水泥等载体、润滑剂以及粘结剂等。脱硫剂成分种类多，制备的重复性就差。此外，在该技术中并没有公开该脱硫剂的穿透硫容，而该参数是衡量脱硫剂脱硫效率的重要指标之一，只有具有较大的穿透硫容才可以实现使用脱硫剂对硫化物进行一次性的充分脱除。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷与不足，提供了常低温下硫化氢精脱除剂。一种制备方法简单，制备条件可控性强的铁基硫化氢精脱除剂，该脱除剂比表面积大，在高空速的情况下，脱硫精度高，穿透硫容高，应用于常低温的低浓度硫化氢的精脱除。
为了实现上述目的，本发明提供一种常低温铁基硫化氢精脱除剂，其特征在于:该精脱除剂由铁、钛元素组成，铁、钛元素的摩尔比为5～15:1，该精脱除剂可通过以下步骤来实现：
将氯化铁配制成氯化铁盐酸溶液，铁：HCl的摩尔比为1:8。氯化钛加入氯化铁溶液中，充分溶解，得到铁钛混合溶液。将上述铁钛混合液和氨水溶液同时并流滴加入氨水溶液中，滴加完毕后，洗涤至水中无氯离子，200℃烘干，得常低温铁基硫化氢精脱除剂。
所述氨水的总体积，和铁钛混合液的体积比为1.2:1～3:1。
本发明提供了一一种常低温铁基硫化氢精脱除剂的制备方法。
本发明还提供了应用于高空速、低浓度硫化氢气体的精脱除方法。所用硫化氢精脱除剂为本发明所述的一种常低温铁基硫化氢精脱除剂。
本发明提供的脱硫方法在空速2000～8000h-1，硫化氢浓度在50～2000μg/L，脱硫温度为10～200℃的情况下进行，可以将硫化氢浓度脱除至1μg/L以下。
采用上述技术方案后，所得常低温铁基硫化氢精脱除剂的表面积达250m2/g以上，在常低温下使用增加了传质速度，提高了脱硫精度。碱的加入方式和钛元素的加入提高了铁氧化物的活性，制备过程简单易控，避免了单一铁元素常因制备条件稍有差异，就生成活性差异巨大的铁氧化物。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述，但本发明的权利保护范围不受下述实施例的限制。
实施例1
一种常低温铁基硫化氢精脱除剂，其特征在于:该精脱除剂由铁、钛元素组成，铁、钛元素的摩尔比为5:1。该精脱除剂可通过以下步骤来实现：
将氯化铁配制成氯化铁盐酸溶液，铁：HCl的摩尔比为1:8。氯化钛加入氯化铁溶液中，充分溶解，得到铁钛混合溶液。将上述铁钛混合液和氨水溶液同时并流滴加入氨水溶液中，氨水的总体积，和铁钛混合液的体积比为1.2:1，滴加完毕后，洗涤至水中无氯离子，200℃烘干，得常低温铁基硫化氢精脱除剂，其比表面为272.5m2/g。
将上述常低温铁基硫化氢精脱除剂用于浓度为50μg/L的硫化氢脱除，空速为8000h-1，脱除温度为200℃，硫化氢出口浓度为1μg/L视为穿透，穿透硫容为29.8％。
实施例2
一种常低温铁基硫化氢精脱除剂，其特征在于:该精脱除剂由铁、钛元素组成，铁、钛元素的摩尔比为9:1。该精脱除剂可通过以下步骤来实现：
将氯化铁配制成氯化铁盐酸溶液，铁：HCl的摩尔比为1:8。氯化钛加入氯化铁溶液中，充分溶解，得到铁钛混合溶液。将上述铁钛混合液和氨水溶液同时并流滴加入氨水溶液中，氨水的总体积，和铁钛混合液的体积比为3:1，滴加完毕后，洗涤至水中无氯离子，200℃烘干，得常低温铁基硫化氢精脱除剂，其比表面为292.9m2/g。
将上述常低温铁基硫化氢精脱除剂用于浓度为2000μg/L的硫化氢脱除，空速为2000h-1，脱除温度为200℃，硫化氢出口浓度为1μg/L视为穿透，穿透硫容为42.3％。
实施例3
一种常低温铁基硫化氢精脱除剂，其特征在于:该精脱除剂由铁、钛元素组成，铁、钛元素的摩尔比为9:1。该精脱除剂可通过以下步骤来实现：
将氯化铁配制成氯化铁盐酸溶液，铁：HCl的摩尔比为1:8。氯化钛加入氯化铁溶液中，充分溶解，得到铁钛混合溶液。将上述铁钛混合液和氨水溶液同时并流滴加入氨水溶液中，氨水的总体积，和铁钛混合液的体积比为2:1，滴加完毕后，洗涤至水中无氯离子，200℃烘干，得常低温铁基硫化氢精脱除剂，其比表面为302.4m2/g。
将上述常低温铁基硫化氢精脱除剂用于浓度为2000μg/L的硫化氢脱除，空速为8000h-1，脱除温度为10℃，硫化氢出口浓度为1μg/L视为穿透，穿透硫容为24.3％。
实施例4
一种常低温铁基硫化氢精脱除剂，其特征在于:该精脱除剂由铁、钛元素组成，铁、钛元素的摩尔比为15:1。该精脱除剂可通过以下步骤来实现：
将氯化铁配制成氯化铁盐酸溶液，铁：HCl的摩尔比为1:8。氯化钛加入氯化铁溶液中，充分溶解，得到铁钛混合溶液。将上述铁钛混合液和氨水溶液同时并流滴加入氨水溶液中，氨水的总体积，和铁钛混合液的体积比为3:1，滴加完毕后，洗涤至水中无氯离子，200℃烘干，得常低温铁基硫化氢精脱除剂，其比表面为290.6m2/g。
将上述常低温铁基硫化氢精脱除剂用于浓度为600μg/L的硫化氢脱除，空速为4000h-1，脱除温度为100℃，硫化氢出口浓度为1μg/L视为穿透，穿透硫容为31.3％。

Claims (4)

1.一种常低温铁基硫化氢精脱除剂的制备方法，其特征在于:该精脱除剂由铁、钛元素组成，铁、钛元素的摩尔比为5～15:1，该精脱除剂可通过以下步骤来实现：
将氯化铁配制成氯化铁盐酸溶液，铁：HCl的摩尔比为1:8；氯化钛加入氯化铁溶液中，充分溶解，得到铁钛混合溶液；将所述铁钛混合溶液和氨水溶液同时并流滴加入氨水溶液中，滴加完毕后，洗涤至水中无氯离子，200℃烘干，得常低温铁基硫化氢精脱除剂。
2.根据权利要求1所述的一种常低温铁基硫化氢精脱除剂的制备方法，其特征在于，所述氨水溶液总体积和铁钛混合溶液的体积比为1.2:1～3:1。
3.一种使用常低温铁基硫化氢精脱除剂的脱硫方法，其特征在于，将权利要求1或2所述一种常低温铁基硫化氢精脱除剂的制备方法得到的精脱除剂与硫化氢气体接触。
4.根据权利要求3所述一种使用常低温铁基硫化氢精脱除剂的脱硫方法，所述硫化氢气体浓度为50～2000μg/L，接触空速为2000～8000h-1，脱硫温度为10～200℃。
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