[發明專利]一種用于脫除天然氣中硫化氫的復合分散液及其制備方法

有效

• 申請號: 201711324138.7
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN108117903B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 李恩田;郭良輝;黃麒燕;胡祥;石利新;胡永生;王樹立;趙會軍;周詩崠
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14;C10L3/10
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 王志慧

本發明屬于天然氣凈化領域的脫硫脫碳，特別涉及一種用于脫除天然氣中硫化氫的復合分散液及其制備方法。包括羥乙基六氫均三嗪、甲基二乙醇胺、表面活性劑、氧化鋅納米顆粒、發泡劑；制備時，將甲基二乙醇胺和羥乙基六氫均三嗪充分混合后，加入表面活性劑并充分分散，然后加入氧化鋅納米顆粒、發泡劑并充分攪拌，得到脫硫分散液。

技術領域

本發明屬于天然氣凈化領域的脫硫脫碳，特別涉及一種用于脫除天然氣中硫化氫的復合分散液及其制備方法。

背景技術

自20世紀60年代以來，隨著天然氣石油的大規模的運用開發和利用，石油天然氣躍居能源使用的比重第一位，并且逐年增加。天然氣熱值高，污染小，儲量大，是一種比較清潔的能源，已經在全世界得到了廣泛地運用。但是在天然氣的燃燒過程中會產生危害環境和人體健康的酸性氣體，硫化氫就是其中的一種污染物。我國豐富的天然氣資源中約百分之三十含有大量的硫元素，其中H₂S含量大于1％的天然氣儲量占到總儲量的1/4。

硫化氫有劇毒與強腐蝕性，是造成酸雨的污染源之一，而且會腐蝕管道和裝置，危害環境和人類健康，屬于必須控制或消除的大氣污染物，我國在許多設計規范及環保準則中都明確規定了硫化氫的排放量。加大對天然氣脫硫技術的研究，不僅是日益迫切的環保要求，也是工藝進步的必然趨勢。

發明內容

本發明提供了一種用于脫除天然氣中硫化氫的復合分散液，包括羥乙基六氫均三嗪、甲基二乙醇胺、表面活性劑、氧化鋅納米顆粒、發泡劑，

其中，甲基二乙醇胺和羥乙基六氫均三嗪的質量比為2.2～3.8：1，表面活性劑和發泡劑在分散液中的濃度均為5～20mg/L，氧化鋅納米顆粒占分散液的質量百分比為0.2～0.25％，

表面活性劑為陰-非表面活性劑AEP(十二烷基氧乙烯(3)醚磷酸酯鈉)，

發泡劑為十二烷基硫酸鈉(K12)。

本發明還提供了一種上述用于脫除天然氣中硫化氫的復合分散液的制備方法，具體操作為：

將甲基二乙醇胺和羥乙基六氫均三嗪充分混合后，加入表面活性劑并充分分散，然后加入氧化鋅納米顆粒并充分攪拌，最后加入發泡劑并充分攪拌，得到脫硫分散液。

羥乙基六氫均三嗪具有無毒易分解的特點，其脫硫機理大致如下：

羥乙基六氫均三嗪與硫化氫反應的兩個過程中均生成了一乙醇胺，一乙醇胺是一種脫硫劑，與溶劑甲基二乙醇胺復配形成新的復配脫硫液，具有很好的脫硫效果，一乙醇胺、甲基二乙醇胺吸收硫化氫的機理為：

醇胺吸收硫化氫是一個可逆的反應，在條件改變的時候，反應的方向不同，

氧化鋅納米顆粒在溶液通過表面活性劑的作用形成穩定的分散體系，分散液吸收的硫化氫遇到懸浮的氧化鋅納米顆粒，氧化鋅與硫化氫反應如下：

ZnO+H₂S＝ZnS+H₂O

從氧化鋅的角度來看，氧化鋅分散在體系中，不可能每一個氧化鋅膠粒(或氧化鋅分子)都能接觸到硫化氫從而發生反應，但是申請人發現：當氧化鋅與醇胺、羥乙基六氫均三嗪配合使用時，有利于提高分散液體系中氧化鋅的利用率，促進更多的氧化鋅與硫化氫發生反應，

但是需要嚴格控制分散液中的氧化鋅的濃度才能提高脫硫效率，如果氧化鋅納米顆粒的濃度控制不好，反而會降低對硫化氫的吸收效果(不同濃度氧化鋅納米顆粒的分散液脫硫效果如附圖1所示)，本專利中將氧化鋅納米顆粒在分散液中的質量百分比限定為0.2～0.25％；