[發(fā)明專(zhuān)利]一種新型球狀活性炭及其在脫硫領(lǐng)域的應(yīng)用

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810040665.X
• 申請(qǐng)日: 2008-07-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101347718A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁曉懌;陳慶軍;劉小軍;徐生盼;王志;喬文明;凌立成
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J20/20
• 分類(lèi)號(hào): B01J20/20;B01D53/52
• 代理公司: 上海順華專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 談順?lè)?/td>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型球狀活性炭的制備及其在脫硫領(lǐng)域的應(yīng)用，具體涉及一種通過(guò)浸漬堿性化合物表面改性的新型球狀活性炭，以及此種球狀活性炭作為H₂S脫硫劑的應(yīng)用。

技術(shù)背景

在石油天然氣工業(yè)中，天然氣和煉廠氣(兩者總稱(chēng)石油氣)的凈化脫硫是一個(gè)非常重要的工藝過(guò)程，該過(guò)程直接影響到石化產(chǎn)品的合成生產(chǎn)及環(huán)境保護(hù)。目前，研究和開(kāi)發(fā)的H₂S脫除方法種類(lèi)繁多。按脫硫方法，可分為干法和濕法兩大類(lèi)。濕法一般由于脫硫精度不高，二次污染等缺點(diǎn)，往往達(dá)不到精脫硫的合成氣的要求，而且成本高，能耗大。干法脫硫主要包括氧化鐵法、氧化鋅法和活性炭法。氧化鐵法，占地面積大，脫硫精度不高，而且需要定期再生或更換，總體上不是很經(jīng)濟(jì)；氧化鋅法雖然脫硫精度高，一般不能再生即廢棄，且常溫硫容低，使用成本高，因此限制了它的使用范圍。

活性炭法與其它工業(yè)脫硫方法相比，具有操作方便、硫容量大和脫硫效率高，脫硫精度高，成本低等特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。特別是通過(guò)改性后可以更有效地脫除H₂S?；钚蕴棵摿騽┚哂忻摿蚓雀?、操作條件溫和、適用范同廣、能耗低、無(wú)二次污染等特點(diǎn)，多年來(lái)一直是國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。但是現(xiàn)有的活性炭脫硫劑在使用中存在著硫容偏小、固定床使用時(shí)脫硫劑裝填不均勻，氣體阻力大、長(zhǎng)期使用掉屑較多等缺點(diǎn)。

球狀活性炭是一種新型的高性能活性炭，其具有外表均勻，結(jié)構(gòu)規(guī)整，孔徑分布較窄，比普通活性炭的使用壽命更加長(zhǎng)久等特點(diǎn)。球狀活性炭比一般的活性炭更易于浸漬化學(xué)物質(zhì)，從而提高反應(yīng)速度和選擇性，活性炭的耐磨損、耐腐蝕，長(zhǎng)期使用掉屑，產(chǎn)品雜質(zhì)含量低的優(yōu)點(diǎn)使它更適宜于再生脫附過(guò)程。球狀活性炭目前主要應(yīng)用于軍工和醫(yī)藥領(lǐng)域。在軍工領(lǐng)域主要用來(lái)制作防化服、濾毒罐以及潛艇和飛船中的氣體過(guò)濾裝置。在醫(yī)藥領(lǐng)域，球狀活性炭可以用作藥劑或者口服吸附劑，比如在治療炎性腸疾病、口周?chē)仔约膊〉乃幬镏杏惺褂茫部梢杂米髦委熁蛘呔徑饽I衰竭的血液灌流的載體。但是球狀活性炭作為一種高性能的活性炭，至今尚未用作氣體脫硫劑。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有的活性炭脫硫劑的缺陷，本發(fā)明提供一種經(jīng)改性的新型球狀活性炭，用于H₂S的脫除，解決了普通活性炭脫硫劑硫容小和固定床使用阻力大等缺陷。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種新型球狀活性炭，其特征在于，所述的新型球狀活性炭是以瀝青基球狀活性炭或樹(shù)脂基球狀活性炭為載體，以質(zhì)量濃度為1-10％鈉或鉀的堿性化合物的溶液進(jìn)行等體積浸漬或者過(guò)量浸漬，然后在30-160℃下進(jìn)行干燥而成，鈉或鉀堿性化合物的量為所述的新型球狀活性炭質(zhì)量的1-10％；

其中，所述的瀝青基或樹(shù)脂基球狀活性炭：粒徑0.1-2mm，表觀密度為0.4-0.8g/cm³，球形度大于95％，比表面積為400-1600m²/g，孔容為0.2-0.9cm³/g。

上述鈉或鉀的堿性化合物優(yōu)選NaOH、NaHCO₃、Na₂CO₃、KOH、KHCO₃、K₂CO₃中的一種。

上述新型球狀活性炭?jī)?yōu)化方案為：將瀝青基或樹(shù)脂基球狀活性炭與6％的鈉或鉀堿性化合物溶液進(jìn)行等體積或者過(guò)量浸漬，然后在120℃下干燥12h制得而成。

本發(fā)明的新型球狀活性炭形狀為球形，顏色為黑色，粒徑為0.1-2mm，比表面積為300-1600m²/g，孔容為：0.2-0.9cm³/g，堆密度為0.4-0.8g/cm³。

本發(fā)明所使用的球狀活性炭，由于外表均勻，結(jié)構(gòu)規(guī)整，孔徑分布較窄，因此它比一般的活性炭更易于浸漬化學(xué)物質(zhì)，不需要共浸催化劑助劑或分散劑即可制得高硫容的脫硫劑，比一般的活性炭脫硫劑的制備方法更簡(jiǎn)單，脫除硫化氫的效果更好。

本發(fā)明還提供本新型球狀活性炭在脫硫領(lǐng)域的應(yīng)用，即作為H₂S脫硫劑的應(yīng)用。

本新型球狀活性炭作為H₂S脫硫劑的應(yīng)用：將含有H₂S的標(biāo)準(zhǔn)混合氣，在含氧條件下通入裝填有球狀活性炭脫硫劑的反應(yīng)器，反應(yīng)溫度控制在15-60℃，氣體相對(duì)濕度15-100％，壓力為常壓到8MPa。本球狀活性炭的穿透硫容可達(dá)50～80％。