CN111229317A - 一种新型铁离子脱硫催化剂 - Google Patents

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李见
付金玲
李文馨
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Abstract

本发明公开了一种新型铁离子脱硫催化剂，以质量计,包括:水800份；铁离子5～9份；铁离子络合剂20～30份；稳定剂0.2～1份；硫磺沉降剂0.3～0.8份；碱性物质130～160份；LYSY溶液5份(一种含噬硫菌的营养液)。本发明公开的一种络合铁脱硫催化剂具有以下优势：(1)脱硫效率高且反应速度快；(2)吸收速率快、无毒、副盐产率低；(3)添加新型的硫磺改性剂，硫磺回收方便，在5分钟内硫颗粒粒度增大至300微米而沉降分离；(4)添加了独特的稳定剂，能使络合铁脱硫催化剂在6个月的连续运转中降解率小于0.5％。

Description

一种新型铁离子脱硫催化剂
技术领域
本发明涉及天然气及石油化工气体净化领域，尤其涉及一种用于沼气、天然气、伴生气、炼厂酸性气、MDEA解析气、合成气及其他含硫化氢废气脱硫净化的脱硫催化剂，是一种LY铁胺盐脱H2S溶剂，具体为新型铁离子脱硫催化剂。
背景技术
通常沼气、天然气、伴生气以及炼厂气等工业气体中含有一定量H2S组分，为保证清洁、安全生产，满足后续产品加工要求,必须将H2S除去。目前气体脱H2S主要是溶剂吸收法，其中N-甲基二乙醇胺(MDEA)复配溶剂应用较多，技术也最成熟。MDEA通过与H2S形成稳定碱性络合物实现原料气脱硫化氢,然而纯MDEA溶液吸收H2S速率较低,需加入活化剂(如哌嗪)来促进反应进行。有一些专利技术公布了几种典型MDEA复配脱硫溶剂。这些溶剂主要组分都是MDEA,其余为活性剂或助溶剂，包括多胺(如哌嗪、二乙醇胺)、空间位阻胺等。有时还要加入缓蚀剂(如碳酸钠、硫醇类化合物)、抗氧剂(如2,6-二叔丁基苯酚、对羟基苯甲醍或二乙基羟胺等)和活性剂(如聚醍磷酸、丁酸、戊酸或油酸等)等，一般用二甲基硅油作为消泡剂。上述药品混合，然后搅拌均匀即成脱硫催化剂溶液。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种新型铁离子脱硫催化剂。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
本发明一种新型铁离子脱硫催化剂，由LY铁胺盐、LSYS溶液、三乙醇组成，其中LY铁胺盐质量百分比为5-25％，LSYS溶液为5％，三乙醇为75-90％。脱硫催化剂配方溶剂中，质量均以克或千克为单位，LY铁胺盐浓度依据原料气硫含量的大小而定。该脱硫催化剂可以在常压下处理浓度300-50000mg/m3原料气，脱硫率＞99.5％,脱硫温度为15-55℃,原料气流速小于0.6m/s。
进一步，所述LY铁胺盐用乙烯胺合成。是乙烯胺类均聚物，平均分子量约630；针对高含H2S、不含有机硫或有机硫含量较少的原料气。
本发明一种新型铁离子脱硫催化剂制备方法：向敞口容器中加入75-90％的三乙醇，再向三乙醇中加入5-10％的LY铁胺盐和5％LSYS溶液，开动搅拌器，搅拌均匀后倒入吸收塔中备用。
本发明一种新型铁离子脱硫催化剂的应用，用于脱除原料气中脱除H2S。
优选的，脱硫温度为15-55℃，原料气流速小于0.6m/s，吸收压力为0.2MPa。
具体地，该脱硫催化剂所用溶剂再生温度范围为30-58℃。
本发明的有益效果在于：
本发明是一种新型铁离子脱硫催化剂，与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)自制LY铁胺盐是一种低分子量(平均分子量约630)的聚合物,具有蒸汽压低、蒸发损失小、热稳定性好、不易热降解和化学降解的优点，有利于工艺的长期稳定操作；
(2)LY铁胺盐分子在酸气负荷非常大的情况下也可以达到H2S反应速率快,脱硫效果好，用量小,脱硫效率高；
(3)LY铁胺盐合成成本较低,且清洁、无污染，具有良好的环境适应性；
(4)发明脱硫催化剂可以在常压或低压下操作，溶剂再生方便，装置简便，流程简单，经济性较好。
具体实施方式
下面对本发明作进一步说明：
实施例1：
配制LY铁胺盐质量百分数为5％的LY铁胺盐一三乙醇溶液。在敞口容器中分别加入5克LSYS溶液，90克三乙醇和5克LY铁胺盐，用搅拌器搅拌制成均匀溶液，即成脱硫催化剂。自贡伴生的天然气原料，H2S含量为19500mg/Nm3,吸收压力0.5MPa以及温度40℃的条件下,用配制脱硫催化剂进行脱硫,净化气硫含量2mg/Nm3,脱硫率＞99.9％。
实施例2：
配制LY铁胺盐质量百分数为10％的LY铁胺盐一三乙醇溶液。在敞口容器中分别加入5克LSYS溶液，85克三乙醇和5克LY铁胺盐，用搅拌器搅拌制成均匀溶液，即成脱硫催化剂。某沼气原料，H2S含量为15000mg/Nm3o在吸收压力0.05MPa以及温度25℃的条件下，用配制脱硫催化剂进行脱硫,净化气硫含量6mg/Nm3,脱硫率为99.96％。
实施例3：
配制LY铁胺盐质量百分数为15％的LY铁胺盐一三乙醇溶液。在敞口容器中分别加入5克LSYS溶液，80克三乙醇和5克LY铁胺盐，用搅拌器搅拌制成均匀溶液，即成脱硫催化剂。用N2模拟含硫原料气，H2S含量为3113.5mg/Nm3,用配制脱硫催化剂进行脱硫,吸收压力0.021MPa以及温度35℃的条件下,净化气硫含量0mg/m3,脱硫率100％。
实验效果：
使用本发明药剂的工业化生产装置，于2019年9月份投入使用，该设备设计使用规模为1000m3/h的沼气脱硫装置。更换新药剂后硫化氢从10000ppm可以脱出到5ppm左右。脱硫效率可以达到99.95％。
沼气脱硫装置实际使用记录
Figure BDA0002406842360000041
计算公式：铁离子浓度ppm V＝计算容器*1000
络合铁脱硫运行记录 2019年12月18日
Figure BDA0002406842360000051
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种新型铁离子脱硫催化剂，其特征在于：由LY铁胺盐、LSYS溶液、三乙醇组成，以重量计，其中LY铁胺盐质量百分比为5-25％，LSYS溶液为5％，三乙醇为75-90％。
2.根据权利要求1所述的新型铁离子脱硫催化剂，其特征在于：所述LY铁胺盐用乙烯胺合成。
3.一种新型铁离子脱硫催化剂制备方法，其特征在于：向敞口容器中加入75-90％的三乙醇，再向三乙醇中加入5-10％的LY铁胺盐和5％LSYS溶液，开动搅拌器，搅拌均匀后倒入吸收塔中备用。
4.一种新型铁离子脱硫催化剂的应用，其特征在于：用于脱除原料气中脱除H2S。
5.根据权利要求4所述的新型铁离子脱硫催化剂的应用，其特征在于：脱硫温度为15-55℃，原料气流速小于0.6m/s，吸收压力为0.2MPa。
6.根据权利要求1所述的新型铁离子脱硫催化剂，其特征在于：该脱硫催化剂所用溶剂再生温度范围为30-58℃。
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