[发明专利]一种常温负载型铁基硫化氢脱除剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种脱硫剂，尤其涉及一种常温负载型硫化氢脱除剂的制备方法。

背景技术

凡含硫化合物参加的各类反应都有可能生成硫化氢，工业中的硫化氢主要存在于炼油厂、天然气净化厂、煤气净化厂等气体加工产业里。其中硫化氢占硫化物的90%以上，它具有很强的腐蚀性，不仅引起设备、管道的腐蚀，而且可以使催化剂中毒，并严重危害人体健康。目前，脱除硫化氢的方法种类繁多，按脱硫方法，可分为干法和湿法两大类。传统的湿法脱硫技术比较成熟，能在低温或常温下进行，且具有处理量大，可再生等特点，但脱硫精度低。干法脱硫技术常用于中高温的气体精细脱硫，但硫容低。干法按吸收剂种类不同，可以分为包括金属氧化剂吸收法，活性炭吸收法，离子交换法、膜分离法、生化法脱硫等。金属氧化剂吸收法作为传统的硫化氢脱除法，原料易得，脱硫效率高，污染少。常见的金属氧化剂有氧化锌、氧化铁、氧化铜、氧化钙、氧化锰等，其中，尤以氧化铁为主，其价格低廉，来源充足。

在诸多金属氧化物及复合金属氧化物脱硫剂中，主要使用温区为 300℃ ~ 900℃，这个温区内，常用的金属化合物都能有脱硫能力，且反应速度较快。但当脱硫剂的使用温度降至100℃以下时，各金属的硫化速度变慢甚至因未达到其反应温度而几乎无脱硫能力，且气体在脱硫剂间的扩散速度也会变慢，脱硫剂在有较好活性以前，往往有较长时间的活化期，从而影响脱硫剂正常发挥作用。

以金属氧化物为主脱硫成分的硫化氢脱除剂的组成一般由金属氧化物、成型助剂、载体组成，金属氧化物以铁、锌、铜、锰等过渡金属氧化物为主，载体则多为粘土、氧化铝和氧化硅，制备方法以机械混合、浸渍焙烧法为主。中国专利公开号为CN101591577公开一种以机械混合法制备由氧化锌、碳酸锰、碱性助剂和混合助剂组成的常温脱硫剂，混合助剂由粘土和高容硫粉组成，其活性成分占50~90%，分散性欠佳，单位活性物的硫容不高。中国专利公开号为CN101322915A公开一种以凹凸棒土和活性氧化铝为载体，用机械混合和浸渍焙烧相结合制备出含有过渡金属或镧系非贵金属为活性成分的脱硫剂，用于高浓度含硫气体，由于使用的混合载体是用机械混合法制得，难以完全混合均匀，影响了后续浸渍活性物的分散性。 

发明内容

本发明的目的是提供一种常温负载型铁基硫化氢脱除剂的制备方法，该方法制备条件可控性强，操作简便，克服了颗粒产品重现性差的缺点，铁盐的转化完全，活性物负载均匀，并进行硫化活化，提高脱硫剂活性。

本发明采用的技术方案是采用如下步骤：

 （1）制备碱活化载体粘土

以粘土和水配成固液比为1:2~1:10的浆液，在浆液中加入NaOH调节溶液的pH值至10~12，再浸泡活化10~24小时，离心分出粘土，然后用蒸馏水洗涤后离心分离得到离心物，再将离心物在100℃温度下干燥2小时，得到碱活化载体粘土；

（2）均相沉淀负载铁 

将步骤（1）所得碱活化载体粘土加入到0.1~1M的铁盐溶液中，固液比为1:5~1:150，按铁盐溶液和尿素量比为1:4~1:10加入尿素并搅拌，回流，控制反应温度在80~110℃，反应4~10小时，然后离心分离出产物，将产物洗涤至无反离子，再在100℃温度下干燥 2小时，最后在300~600℃灼烧1~3小时得铁基负载物；

（3）硫化活化

将步骤（2）所得铁基负载物放入床层高度为5~50cm的固定床反应器中，在室温下通入体积流速为30~70ml/min的N₂、H₂S和O₂混合气体1~6小时，得到最终的硫化氢脱除剂。

常温氧化铁脱硫中，氧化铁的分散度提高和适度水的存在都有利于脱硫反应进行，而缩短脱硫初期的自催化时间，有利于脱硫剂活性的提高。本发明以碱活化粘土为载体，有利于铁盐的水解沉积。后续再用加回流装置的均相沉淀法，可以有效控制负载量并提高金属盐的转化率和尿素的利用效率。活性物在载体分散良好，可以提高传质速率。所用粘土含有适度的结构水，有利于脱硫剂发挥作用。负载完成后，用低浓度H₂S进行硫化活化，使其在常温下有较好的脱除硫化氢的作用。  

具体实施方式