CN1046213C - 常温氧化锌脱硫剂和制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种含硫的气态、液态物料的常温ZnO脱硫剂，使用温度0-200℃，使用压力0.1-6.0MPa(绝压)，由主要原料ZnO及结构助剂为铁水泥混合而成，该脱硫剂的活性比现有技术提高30-50%，硫容提高30%以上。
Description
本发明涉及石油化工领域中的一种新型常温氧化锌脱硫剂。
氧化锌脱硫剂广泛应用于各种石油化工原料气、工业气的精脱硫，具有脱硫精度高、硫容大等特点，是比较成熟的产品。目前商品氧化锌脱硫剂主要有高温型和低温型两种，前者使用温度为350～400℃，后者使用温度为180～250℃。由于两种类型的脱硫剂均需在一定温度下使用，需要有热源，并消耗一定能量；同时脱硫剂还会起一定的催化作用，发生一些副反应。为了克服上述缺点，近年来国际上进行了常温氧化锌脱硫剂的研制，欧洲专利279116、207645、230146公开了一种常温氧化锌脱硫剂，其使用温度较低，具有一定的低温活性。但其不足之处是强度较差，点压仅为28N/颗，且低温活性偏低，寿命较短，使用成本较高。
本发明目的是开发一种具有较高低温活性和较高强度的新型常温氧化锌脱硫剂。
本发明研制的一种常温氧化锌脱硫剂是由ZnO、CaO、Fe2O3、Al2O3等组成，活性组分ZnO，其含量在80～95％(m/m)以上。脱硫剂中的氧化锌可以是以氧化锌、氢氧化锌、碳酸锌或碱式碳酸锌的形式加入，其中以ZnO和碱式碳酸锌形式加入最好，而且氧化锌占10～50％(m/m)，碱式碳酸锌占90～50％(m/m)为最好。本发明中的结构助剂采用铁铝酸钙水泥，主要是CaO、Fe2O3、Al2O3等的混合物，成品脱硫剂中CaO含量为0.5～5.0％(m/m)、Fe2O3为0.5～5.0％(m/m)、Al2O3为0.5～5.0％(m/m)。
为了提高脱硫剂的强度及活性，在上述原料混合后加入了一种胶溶剂。该胶溶剂可以是一种无机酸，如：硝酸；也可以是一种有机酸或两种以上的混合物，如甲酸、乙酸、乙二酸、柠檬酸等，其加入量为干料的1～10％(m/m)，然后按常规方法挤条、干燥、焙烧制得成品脱硫剂，其组成为：ZnO80～95％(m/m)、CaO0.5～5.0％(m/m)、Fe2O30.5～5.0％(m/m)、Al2O30.5～5.0％(m/m)。
本发明成品脱硫剂的抗破碎强度≥60N/cm，比表面为60～85m2/g，比孔容＞0.5ml/g。
该脱硫剂可应用于氢气、煤气、合成气、气态烃类、液态烃类等各种含硫气体的精脱硫。其使用温度可在0～200℃范围内，使用压力0.1～6.0Mpa(绝对压力)。
发明效果：
本发明脱硫剂的低温活性较目前市售常温氧化锌脱硫剂的低温活性高30～50％，实验如下：
本发明脱硫剂与国外同类产品英国产品进行对比试验：
试验条件：脱硫剂用量0.8ml
反应温度20℃，压力为常压
原料气组成为H2、H2S，入口H2S 15000ppm
出口H2S 0.05ppm
试验考察了1500、3000、4500、6000h-1四个空速条件下的脱硫情况，结果如表1所示：
表1两种脱硫剂不同空速时的硫容
| 空速h-1硫容％(m/m)脱硫剂 | 1500 | 3000 | 4500 | 6000 |
| 本发明脱硫剂 | 8.2 | 7.6 | 6.8 | 6.2 |
| 英国产品 | 5.7 | 5.3 | 4.6 | 4.3 |
试验还考察了两种脱硫剂在20℃、50℃、80℃时的脱硫性能，其中空速为3000h-1，原料气水汽含量为2.3％(m/m)。结果如表2所示。
表2．两种脱硫剂不同温度下的硫容
| 温度硫容％(m/m)脱硫剂 | 20℃ | 50℃ | 80℃ |
| 本发明脱硫剂 | 8.6 | 10.8 | 11.7 |
| 英国产品 | 5.9 | 8.3 | 9.4 |
在双塔串联脱硫试验中，每个反应器的脱硫剂用量为70ml，总空速1200h-1，原料气为工业合成气，配入5000ppm的H2S，反应温度20℃，常压下操作，原料气中含有1.6％(m/m)的水汽。所用反应器为内径28mm的玻璃管，脱硫尾气控制H2S含量小于0.05ppm，当出口H2S含量超过0.05ppm时，即认为脱硫剂已经穿透，试验结束。用常规方法测得各反应器的硫容，结果如表3所示：
表3．双塔试验硫容数据
| 脱硫剂 | 本发明脱硫剂 | 英国产品 | ||
| 反应器 | 第一反应器 | 第二反应器 | 第一反应器 | 第二反应器 |
| 硫容％(m/m) | 12.39 | 3.59 | 9.35 | 2.11 |
从表1、表2、表3可以看出本发明脱硫剂的硫容高，即活性高。
本发明脱硫剂的强度也比现有技术高。
实施例1
碱式碳酸锌90克，氧化锌10克，铁水泥13克，干混后加入甲酸2克，水适量，捏合，挤条成型后，经干燥、焙烧，即得常温脱硫剂。
实施例2
碱式碳酸锌80克，氧化锌20克，铁铝酸钙水泥10克，干混后加入柠檬酸5克，水适量，经捏合、挤条成型后，再干燥、焙烧，即得常温脱硫剂。
实施例3
碱式碳酸锌60克，氧化锌40克，铁铝酸钙水泥8克，干混后加入甲酸2克、柠檬酸4克，水适量，捏合、挤条成型后，再经干燥、焙烧，即得常温脱硫剂。
Claims (8)
1．一种处理各种含硫气体、液体物料的脱硫剂，属于常温氧化锌脱硫剂，其特征是：
组成为：ZnO 80～95％(m/m)
CaO 0.5～5％(m/m)
Fe2O3 0.5～5％(m/m)
Al2O3 0.5～5％(m/m)
条件是：上述组分含量之和为100％。
2．一种常温脱硫剂的制备方法，主要成分是ZnO，其特征是：将主要成分ZnO80-95％(m/m)与催化剂的结构助剂铁铝酸钙水泥5-20％(m/m)混合在一起，再经挤条成型、干燥、焙烧而成。
3．按权利要求2所述的方法，其特征是在ZnO脱硫剂制备过程中加入一种胶溶剂，该胶溶剂是一种无机酸或两种以上的混合物，或是一种有机酸或两种以上的混合物，加入量为总干物料的1～10％(m/m)。
4．按权利要求2所述的方法，其特征是所述的氧化锌是以氧化锌、氢氧化锌、碳酸锌或碱式碳酸锌的形式加入。
5．按权利要求2所述的方法，其特征是所述的胶溶剂无机酸是硝酸，所述的有机酸是甲酸、乙酸、乙二酸或柠檬酸。
6．按权利要求2所述的方法，其特征是所述的铁铝酸钙水泥的组成包括CaO、Fe2O3、Al2O3。
7．按权利要求2所述的方法，其特征是所述的ZnO是以ZnO和碱式碳酸锌的形式加入。
8．按权利要求2所述的方法，其特征是所述ZnO，其中氧化锌占10～50％(m/m)，碱式碳酸锌占90～50％(m/m)。
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