[发明专利]一种羰基硫储集材料的快速合成方法

说明书

本发明是基于COS的捕集并快速合成羰基硫储集材料(COSSM)的方法。该法以的乙二胺类多元胺与乙二醇类多元醇为主体系，面向各种类型的天然气、水煤气和工业尾气中的COS，快速高效的合成固态COSSM粉体，经甲醇、无水乙醇、二氯甲烷和(或)三氯甲烷等有机溶剂处理后，经过滤、真空干制得COSSM粉体。结果表明，该材料为一种以‑COSO^‑的形式储存大量COS，温室下较为稳定，能用作化学肥料以及一硫代碳酸化合物的合成。由于其对COS具有捕集快速、储存量大、再生性能好以及合成成本低廉等优势，可极大地促进COS捕集、储存及利用技术的发展，进而推动该新型储集材料在COS捕集与利用技术、化学肥料等方面的研究与应用。

技术领域

本发明是基于工业废气COS的捕集并在常温常压下实现COS快速合成羰基硫储集材料(COSSM)的方法。属于环境保护和新型材料技术领域。

背景技术

羰基硫(COS)广泛存在于天然气、水煤气和工业尾气中的一种有毒有害气体，对工业催化剂有很强的毒化作用，即使微量的COS也会导致催化剂失活和反应设备的腐蚀，在大气中会氧化成二氧化硫，导致酸雨和光化学烟雾。COS对人体健康有一定危害，对肺有轻微刺激性，主要作用于中枢神经系统，严重中毒时可引起抽搐，乃至发生呼吸麻痹而死亡。COS是工业气体中有机硫存在的主要形式，其酸性和极性均弱于H₂S，常用于脱除H₂S的方法不能有效地完全脱除COS，所以脱除COS是实现气体精脱硫的关键。如何高效降低各种工业气体中COS浓度，并将其资源化是人们面临的共同难题。

在酸性气体处理过程中，COS的脱除比较特殊，常规的脱硫方法难以除去。目前，国内外脱除羰基硫的技术主要是针对低浓度羰基硫的气体，且反应需要的温度较高。传统脱除COS的方法是采用钴钼加氢串ZnO工艺，首先将COS转化成H₂S，然后再用高温ZnO脱除。目前的主要脱除技术是有机胺吸收法、加氢转化法、水解转化法及氧化转化法。其中烷基醇胺法多用于处理H₂S和COS同时存在的天然气和炼厂气，其对COS的脱除率并不高，所以要求开发的新脱硫溶剂体系应在有效吸收H₂S的同时，又有较高的COS脱除率。混合胺型已成为醇胺类脱硫溶剂技术的主流。为此，选择乙二胺类多元胺和乙二醇类多元醇混合体系，基于醇羟基与胺基的相互作用实现胺的有效固定，增强体系捕集COS的性能，降低再生能耗，减少体系对设备的腐蚀性，发展基于此快速、高效的COS固定技术，并制备高储存量的新型COSSM粉体，这对于高效脱除COS及资源化具有非常重要的实际意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种以乙二胺类多元胺和乙二醇类多元醇为主要捕硫成分，快速捕集天然气、水煤气和工业尾气中COS，实现在常温常压下快速捕集并用于制备一种新型的羰基硫储集材料(COSSM)的方法。

本发明提供的一种羰基硫储集材料的快速合成方法，其方法为：将乙二醇类多元醇作为乙二胺类多元胺的固定剂和COS的活化剂，减少乙二胺类多元胺和乙二醇类多元醇混合体系在COS捕集过程中胺的挥发损失、降低溶剂的再生能耗、提高胺的利用率及改善溶剂的脱硫性能。

本发明捕集COS并快速合成COSSM的方法，对COS浓度没有特殊要求，可以适用于低浓度COS的气体。

在本发明乙二胺类多元胺和乙二醇类多元醇捕集COS方法中，对工艺条件没有严格限制，可常温、常压下吸收气体中的COS。

所述的乙二醇类多元醇主要包含乙二醇、丙二醇、丙三醇、丁二醇、二乙二醇、三乙二醇、1，4-丁二醇、聚乙二醇100、聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇400、聚乙二醇600等不同聚合度的聚乙二醇。

所述的乙二胺类多元胺主要包含乙二胺、1，2-丙二胺、1，3-丙二胺、1，6-己二胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、丁胺等。

本发明的基本原理可以用以下几种方式进行说明：