[發明專利]一種氧化鋅基常溫深度脫硫劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201710025806.X
• 申請日: 2017-01-13
• 公開（公告）號: CN106693632B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 張磊;葉麗萍;陳孫維;羅勇;李建龍
• 申請（專利權）人: 上海化工研究院有限公司
• 主分類號: B01D53/52
• 分類號: B01D53/52;B01D53/82;C10L3/10;C10K1/32;C10K1/20;C10G29/16;C01B3/56;B01J20/08;B01J20/06;B01J20/30;C07C7/148;C07C11/06;C07C11/04
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

本發明涉及一種氧化鋅基常溫深度脫硫劑及其制備方法與應用，制備時，先將鋅鹽、鋁鹽和助劑金屬鹽的混合溶液經一步共沉淀反應形成復合沉淀物，經過老化、干燥、焙燒得到氧化鋅基常溫深度復合脫硫劑；制得的氧化鋅基常溫深度脫硫劑用于石油和煤化工領域中各種氣態、液態物料中H₂S的常溫深度脫除，即采用固定床操作，在反應溫度為20～60℃，操作壓力為0.1～5MPa的條件下，控制液體體積空速為1～12h^?1或氣相空速為1000～30000h^?1，將待處理物料中含量為1～1000ppm的H₂S脫除至≤0.03ppm。與現有技術相比，本發明制得的脫硫劑在常溫下的穿透硫容達到26.1％，脫硫精度達到0.03ppm以下，制備方法簡單，可用于大規模工業化生產。

技術領域

本發明屬于能源化工材料技術領域，涉及一種氧化鋅基常溫深度脫硫劑及其制備方法與應用，尤其是涉及一種在石油和煤化工領域中對各種氣態、液態物料中硫化氫進行常溫深度脫除的氧化鋅基脫硫劑及其制備方法與應用。

背景技術

硫化氫(H₂S)廣泛存在于烯烴、液化石油氣、天然氣、合成氣等石油和煤化工產品中。在這些化工原料的運輸、儲藏過程中，H₂S會腐蝕設備和管道。特別是在對其后續深加工利用過程中，極少量H₂S的存在都會導致催化劑中毒。因此，在工業生產過程中，深度脫除硫化氫是必不可少的重要環節，是化工原料凈化工藝的重要組成部分。

化工原料中H₂S的脫除通常采用干法脫硫和濕法脫硫兩種技術。濕法脫硫雖然技術成熟，但存在脫硫過程能耗高，設備投資大等問題，并且其最大的不足之處在于只能將H₂S脫除至1～10ppm左右，無法實現深度脫硫。相比之下，干法脫硫具有脫硫精度高、設備投資小、能耗低等特點。干法脫硫中，氧化鋅脫硫劑具有脫硫精度高、硫容大、性能穩定等優點，廣泛應用于化工原料的精脫硫。但是，傳統的氧化鋅脫硫劑常需要在180～400℃的中高溫條件下，才具有較高的硫容和脫硫活性，這也使得脫硫過程能耗高，且很多化工原料在上述溫度下容易發生副反應而變質。但在常溫條件下，其脫硫活性和硫容卻顯著降低，硫容普遍低于12％。為了提高氧化鋅脫硫劑的低溫脫硫活性和硫容，該領域的技術人員開始從單純氧化鋅脫硫劑轉移到氧化鋅基復合金屬氧化物脫硫劑的研究。

中國專利CN 1046213 C中公開了一種由氧化鋅(可以是氧化鋅、氫氧化鋅、碳酸鋅或堿式碳酸鋅)和結構助劑鐵鋁酸鈣水泥(主要包括CaO、Fe₂O₃、Al₂O₃)等組成的常溫氧化鋅基復合脫硫劑，其中活性組分ZnO的含量在80～95％(m/m)以上。所述氧化鋅脫硫劑在20℃、1500h^-1時條件下，硫容只有8.2％，并且其脫硫精度只能達到0.05ppm以下。

中國專利CN 102078749 B中公開了一種由堿式碳酸鋅、碳酸銅、礬土水泥、羥基氧化鐵和粘結劑組成的氧化鋅基精細脫硫劑。當以重量計堿式碳酸鋅為60份、碳酸銅為25份、γ-羥基氧化鐵為6份、礬土水泥為11份時，所制備的氧化鋅基精細脫硫劑在20℃下脫硫精度達到0.02ppm，但其硫容為13.8％。

中國專利CN 101591557 B中公開了一種由活性氧化鋅、碳酸錳、混合助劑(高嶺土、凹凸棒、膨潤土或高容硫粉)、堿性助劑(苛性化系數為1.45～1.55的偏鋁酸鈉)和粘結劑(羧甲基纖維素或甲基纖維素溶液)制備而成的改進型常溫脫硫劑。在25℃測試條件下，當脫硫劑中氧化鋅含量≥95％時脫硫劑硫容最高，為12％。

中國專利CN 102961959 B中公開了一種由活性氧化鋅、高鋁粉、膨潤土、氫氧化鈣和羧甲基纖維素鈉混合擠條而制備的氧化鋅精脫硫劑。該精脫硫劑在25℃，空速1h^-1條件下，將液態丙烯中12ppm的H₂S脫除至0.03ppm，硫容為3.1％。