[发明专利]一种高硫容浸渍活性炭干法脱硫剂

说明书

本发明涉及气体的净化，特别提供了一种用于气体干法脱硫过程的高硫容浸渍活性炭干法脱硫剂。

随着石油、化工、冶金、电力等工业的发展，气体脱硫愈益显得重要。一方面，硫化物造成了严重的环境污染，已成为重大的社会公害；另一方面，含有硫化物的原料气在生产过程中对金属管道和设备具有很强的腐蚀作用，并且还会使催化剂中毒，此外，硫本身作为一种重要的资源，也应当予以回收。如天然气中均含有一定数量的H₂S及微量的有机硫，为避免输气系统被腐蚀，脱硫是天然气净化过程之一，气体脱硫技术一般分为两大类，一为使用最广泛的湿式脱硫技术，但由于过程复杂，只有大规模处理时成本才较低，而且集气管费用高，天然气必须二次脱水，对低含硫天然气使用不经济。二为干法脱硫技术，其特点是设备简单，操作方便，对规模及天然气中硫含量无限制，且其硫容为10％左右，与湿法相比，处理费用偏高。

本发明的目的在于提供一种高硫容浸渍活性炭干法脱硫剂，其可以采用现有的干法脱硫设备及工艺，硫容量高，从而大幅降低干法脱硫处理费用。

本发明提供了一种高硫容浸渍活性炭干法脱硫剂，其特征在于脱硫剂的组成为(重量)：Na的碱性化合物1～20％，传质促进剂0.01～1.0％，余量为脱硫炭；

其中Na的碱性化合物为NaOH、NaHCO₃、Na₂CO₃、草酸钠之一种，传质促进剂为含O₂的有机醇、酸及有机酸的Na盐。

此外，本发明中Na的碱性化合物量最好为5～15％，传质促进剂最好为0.05～0.1％。

本发明还提供了上述高硫容浸渍活性炭干法脱硫剂的制备技术，其特征在于包括浸渍和干燥两个步骤，浸渍可以是分浸也可以是混浸，干燥在30～150℃ 5～30小时条件下进行。干燥温度最好为30～120℃。

本发明高硫容浸渍活性炭干法脱硫剂用于工业上气体脱硫过程，操作温度为5～110℃，必须有氧和水存在。

本发明高硫容干法脱硫剂在脱硫过程中，当压力下降或停工降压时，或者N₂吹扫，均未发现有明显H₂S逸出，这表明本发明脱硫剂不是单纯的吸附脱硫剂，脱硫后的脱硫剂分析结果表明，H₂S已转化成了SO₄^2-和单质硫，此过程可用下列反应式表示：

其实质为被吸附H₂S在改性剂作用下在活性炭表面被催化氧化为元素硫及硫酸盐。

本发明提供的改性活性炭脱硫剂，以一定孔系的煤制活性炭为原料，以资源丰富，方便易得的材料为改性剂，与现有的干法脱硫剂相比，成本较低，且脱硫速度和硫容明显提高，从而可大幅度降低干法脱硫的处理费用。下面通过实施例详述本发明。

实施例1

6％碳酸钠，0.1％的促进剂制成浸渍液，对ZL-30炭进行混浸，120℃干燥12小时，在优化操作条件下，工作硫容达52％。

实施例2

5％碳酸钠，0.05％促进剂制成浸渍液，对ZL-15炭混浸，35℃干燥24小时制得脱硫剂。在空速为1000ml/g·hr，原料气为水饱和天然气，H₂S含量350ppm条件下，处理量12万M³/天，工业试验，工作硫容高达45.5％。

上述脱硫剂，在H₂S＝1000 ppm，O₂＝1000 ppm，S.V 3000h^-1，压力0.5 MPa条件下，与精脱硫剂，活性炭，及美国Sulfatreat进行比较，结果见表1。

             表1  不同干法脱硫剂穿透硫容比较

(H₂S 1000ppm O₂ 4000ppm S.V3000h^-1 P＝0.5 MPa)

    脱硫剂    来源    15 ppm穿透硫容g/100 gcat    本发明  精脱硫剂    活性炭    Sulfatreat    化物所    化物所    外购    美国    42.1    10    5    8.6