專利名稱：硅膠天然氣脫硫脫水劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種脫硫脫水配方，具體的說(shuō)，是一種適用于天然氣、煤氣和 沼氣干法脫硫的硅膠天然氣脫硫脫水劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
天然氣中含有硫化氫和水等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)的存在，易腐蝕設(shè)備和管道； 燃燒后產(chǎn)生的二氧化硫造成大氣污染，2005年，我國(guó)二氧化硫的排放量已達(dá)到 2549萬(wàn)噸，對(duì)農(nóng)作物、森林、建筑和人體健康造成了嚴(yán)重危害；此外，當(dāng)作為 化工原料使用時(shí)，天然氣中的含硫物質(zhì)還容易導(dǎo)致工業(yè)催化劑失去催化活性。 因此，需將天然氣中的含硫和含水雜質(zhì)預(yù)處理除去，使之符合工業(yè)生產(chǎn)和民用 的需要。
目前，按照脫硫產(chǎn)物的干濕形態(tài)，脫硫工藝主要可分為濕法工藝和干法工 藝。濕法工藝指原料氣通過(guò)與液態(tài)脫硫劑進(jìn)行氣-液接觸，使原料氣中的含硫雜 質(zhì)轉(zhuǎn)移到液相中。濕法脫硫劑由于投資大、運(yùn)行費(fèi)用高，且產(chǎn)生大量的堿液廢 水，造成二次污染，嚴(yán)重制約了它的應(yīng)用。
干法脫硫工藝是把原料氣通過(guò)裝有固體脫硫劑的固定床，通過(guò)氣體與脫硫 劑的氣-固接觸，將原料氣中的含硫雜質(zhì)轉(zhuǎn)移到固體脫硫劑中。相對(duì)于濕法工藝， 干法工藝具有投資小，運(yùn)行費(fèi)用低，脫硫和再生都在干態(tài)進(jìn)行，不易造成二次 污染等優(yōu)點(diǎn)，將是脫硫工藝的發(fā)展方向。
中國(guó)專利公開號(hào)CN 1425488A，名稱為"適用于煤氣、天然氣和煙氣干法脫 硫的以冶金粉塵為原料的脫硫劑"公開了一種采用冶金粉塵為原料，粘土、聚 磷酸鈉或水玻璃或其混合物為粘結(jié)劑的干法脫硫劑。實(shí)現(xiàn)了以廢治廢、脫硫效 果穩(wěn)定，成本低廉，但上述專利未添加其它助劑，對(duì)水吸收較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種工藝簡(jiǎn)單、價(jià)格低 廉，可同時(shí)除去原料氣中水和含硫雜質(zhì)的硅膠天然氣脫硫脫水劑。
本發(fā)明通過(guò)向氧化鐵、氧化鋅和氧化銅等強(qiáng)脫硫物質(zhì)中添加硅膠和氧化鈣， 實(shí)現(xiàn)了同時(shí)對(duì)原料氣進(jìn)行脫硫和脫水。一種硅膠天然氣脫硫脫水劑，包括混合配料，混合配料按重量百分比由下
列成分組成硅膠30-50%，氧化鐵15-35%，氧化鋅5-15%、氧化銅5-10%和氧 化^ 5-15%。
作為一種改進(jìn)，所述硅膠天然氣脫硫脫水劑還包括粘結(jié)劑和水，粘結(jié)劑重 量為混合配料的5-10%，水的重量低于混合配料重量的1%。 作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述硅膠為粗孔硅膠。
作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述粘結(jié)劑為粘土、聚磷酸鈉、水玻璃中的一種或幾種。 本發(fā)明還提供了一種上述硅膠天然氣脫硫脫水劑的制備方法，包括以下步
驟
(1) 配料混合硅膠天然氣脫硫脫水劑的配料，按下列比例混合硅膠
30-50%,氧化鐵15-35%，氧化鋅5-15%、氧化銅5-10%和氧化轉(zhuǎn)5-15%，混合后 的配料，可直接作為硅膠天然氣脫硫脫水劑，也可進(jìn)一步加入粘結(jié)劑和水， 580-600。C燒結(jié)；
(2) 粘結(jié)成型混合好后的配料，加入粘結(jié)劑和水，粘結(jié)劑為粘土、聚磷 酸鈉、水玻璃中的一種或幾種，粘結(jié)劑重量為配料的5-10%，水的重量為配料的 8-15%，普通成型機(jī)成型后，580-60(TC燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間控制在3-6小時(shí)，冷卻 后，即為成型的硅膠天然氣脫硫脫水劑。
氧化鐵、氧化鋅、氧化銅和氧化鈣都是強(qiáng)脫硫物質(zhì)，可有效除去原料氣中 含硫雜質(zhì)。干燥的硅膠和氧化鈣具有吸水性，可除去原料氣中的水。要使之成 型可加入適量粘結(jié)劑和水，粘結(jié)劑加入量為5-10%，水加入量為8-15%，普通成 型機(jī)成型后580-60(TC燒結(jié)，在此溫度下，加水后脫硫脫水劑中的水基本被除去， 含水量低于混合配料重量的1%，由于加水反應(yīng)生成的氫氧化鈣可重生為氧化鈣。
使用硅膠天然氣脫硫脫水劑時(shí)，先將硅膠天然氣脫硫脫水劑加入脫硫過(guò)濾 器中，再將需要脫硫脫水的原料氣通過(guò)過(guò)濾器，使原料氣中的含硫雜質(zhì)和水與 脫硫脫水劑產(chǎn)生物理和化學(xué)反應(yīng)，達(dá)到脫硫脫水的目的。使用硅膠天然氣脫硫 脫水劑，投資低，能耗小，工藝簡(jiǎn)單，操作方便，經(jīng)該脫硫脫水劑進(jìn)行處理的 天然氣，脫除硫化氫效果可達(dá)99%以上，脫除水效果可達(dá)80%以上。硅膠天然氣 脫硫脫水劑生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，使用方便，成本低廉，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和突出 的社會(huì)效益。
本發(fā)明所述的硅膠天然氣脫硫脫水劑可應(yīng)用于天然氣、煤氣和沼氣的脫硫 和脫水工藝。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
硅膠天然氣脫硫脫水劑的配料，按下列比例混合硅膠45%，氧化鐵25%， 氧化鋅10%、氧化銅10%和氧化鈣10%。混合后的配料，可直接包裝為成品使用。 用于干法脫硫脫水的條件為溫度35(TC，空速3000/h，天然氣中硫化氫濃度 4552. 4mg/m3 ，水濃度1822. 6mg/m3 ，脫硫后，天然氣中硫化氫濃度小于10mg/m3 ， 水濃度257. 4mg/m3 ，脫硫效率大于99. 5%，脫水效率85. 9%。 實(shí)施例2
硅膠天然氣脫硫脫水劑的配料，按下列比例混合硅膠50%，氧化鐵15%， 氧化鋅10%、氧化銅10%和氧化鈣15%?；旌虾蟮呐淞?，加入相對(duì)于配料重量8°/0 的水玻璃和挑的水，普通成型機(jī)成型后，58(TC燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間控制在5小時(shí)， 冷卻后，即可包裝為成型的硅膠天然氣脫硫脫水劑。用于干法脫硫脫水的條件 為溫度350°C,空速3000/h，天然氣中硫化氫濃度4552.4mg/m3 ，水濃度 1822. 6mg/m3 ，脫硫后，天然氣中硫化氫濃度小于10mg/m3 ，水濃度255. 3mg/m3 ， 脫硫效率大于99. 5%，脫水效率86. 0%。 實(shí)施例3
硅膠天然氣脫硫脫水劑的配料，按下列比例混合硅膠30%，氧化鐵35%， 氧化鋅10%、氧化銅10%和氧化鈣15%?；旌虾蟮呐淞?，加入相對(duì)于配料重量5% 的聚磷酸鈉和12%的水，普通成型機(jī)成型后，58(TC燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間控制在3小 時(shí)，冷卻后，即可包裝為成型的硅膠天然氣脫硫脫水劑。用于干法脫硫脫水的 條件為溫度350°C，空速3000/h，天然氣中硫化氫濃度4552.4mg/m3 ，水濃度 1822.6mg/m3 ，脫硫后，天然氣中硫化氫濃度小于10mg/m3 ，水濃度270. 6mg/m3 。 脫硫效率大于99. 5%，脫水效率85. 2%。
實(shí)施例4
硅膠天然氣脫硫脫水劑的配料，按下列比例混合硅膠50%，氧化鐵35%， 氧化鋅5%、氧化銅5%和氧化鈣5%?；旌虾蟮呐淞?，加入相對(duì)于配料重量10%粘 土和15%的水，普通成型機(jī)成型后，60(TC燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間控制在6小時(shí)，冷卻 后，即可包裝為成型的硅膠天然氣脫硫脫水劑。用于干法脫硫脫水的條件為 溫度350 °C，空速3000/h，天然氣中硫化氫濃度4552.4mg/m3 ,水濃度1822.6mg/m3，脫硫后，天然氣中硫化氫濃度小于10mg/m3 ，水濃度288. lmg/m3 。 脫硫效率大于99. 5%，脫水效率84. 2%。
實(shí)施例5
硅膠天然氣脫硫脫水劑的配料，按下列比例混合硅膠45%，氧化鐵20°/0， 氧化鋅15%、氧化銅8%和氧化鈣12%。混合后的配料，加入相對(duì)于配料重量10% 的粘結(jié)劑(5%水玻璃與5%聚磷酸鈉混合物)和15%的水，普通成型機(jī)成型后， 60(TC燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間控制在4小時(shí)，冷卻后，即可包裝為成型的硅膠天然氣脫 硫脫水劑。用于干法脫硫脫水的條件為溫度35(TC，空速3000/h，天然氣中硫 化氫濃度4552.4mg/m3 ，水濃度1822. 6mg/m3 ，脫硫后，天然氣中硫化氫濃度 13. 5mg/m3 ，水濃度272. 6mg/m3 。脫硫效率大于99. 5%，脫水效率85. 0%。
實(shí)施例6
硅膠天然氣脫硫脫水劑的配料，按下列比例混合硅膠40%，氧化鐵35%， 氧化鋅10%、氧化銅5%和氧化鈣10%?；旌虾蟮呐淞希尤胂鄬?duì)于配料重量10% 的粘結(jié)劑(5%水玻璃與5%粘土混合物)和12%的水，普通成型機(jī)成型后，60CTC 燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間控制在4小時(shí)，冷卻后，即可包裝為成型的硅膠天然氣脫硫脫 水劑。用于干法脫硫脫水的條件為溫度35(TC，空速3000/h，天然氣中硫化氫 濃度4552. 4mg/m3 ，水濃度1822. 6mg/m3 ，脫硫后，天然氣中硫化氫濃度12. 4mg/m3 ， 水濃度281.7mg/m3 。脫硫效率大于99. 5%，脫水效率84. 5%。
實(shí)施例7
硅膠天然氣脫硫脫水劑的配料，按下列比例混合硅膠40%，氧化鐵35%， 氧化鋅10%、氧化銅5%和氧化鈣10%。混合后的配料，加入相對(duì)于配料重量10% 的粘結(jié)劑(5%聚磷酸鈉與5%粘土混合物)和15%的水，普通成型機(jī)成型后，600 r燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間控制在4小時(shí)，冷卻后，即可包裝為成型的硅膠天然氣脫硫 脫水劑。用于干法脫硫脫水的條件為溫度35(TC，空速3000/h，天然氣中硫化 氫濃度4552.4mg/m3 ，水濃度1822. 6mg/m3 ，脫硫后，天然氣中硫化氫濃度 13. lmg/m3 ，水濃度277. 6mg/m3 。脫硫效率大于99. 5%，脫水效率84. 8%。
實(shí)施例8硅膠天然氣脫硫脫水劑的配料，按下列比例混合硅膠40%，氧化鐵35%，
氧化鋅10%、氧化銅5%和氧化鈣10%?；旌虾蟮呐淞希尤胂鄬?duì)于配料重量10% 的粘結(jié)劑(3%水玻璃、3%聚磷酸鈉以及4%粘土三者的混合物)和15%的水，普 通成型機(jī)成型后，59(TC燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間控制在5小時(shí)，冷卻后，即可包裝為成 型的硅膠天然氣脫硫脫水劑。用于干法脫硫脫水的條件為溫度350°C，空速 3000/h，天然氣中硫化氫濃度4552. 4mg/m3 ,水濃度1822. 6mg/m3 ，脫硫后，天然 氣中硫化氫濃度12.4mg/m3，水濃度269.3mg/m3 。脫硫效率大于99. 5%，脫水效 率85. 2%。
最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實(shí)施例。顯然，本 發(fā)明不限于以上實(shí)施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā) 明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種硅膠天然氣脫硫脫水劑，其特征在于，包括混合配料，混合配料按重量百分比由下列成分組成硅膠30-50％，氧化鐵15-35％，氧化鋅5-15％、氧化銅5-10％和氧化鈣5-15％。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種硅膠天然氣脫硫脫水劑，其特征在于，所述 硅膠天然氣脫硫脫水劑還包括粘結(jié)劑和水，粘結(jié)劑重量為混合配料的5-10%, 水的重量低于混合配料重量的1%。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅膠天然氣脫硫脫水劑，其特征在于，所述 硅膠為粗孔硅膠。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種硅膠天然氣脫硫脫水劑，其特征在于，所述 粘結(jié)劑為粘土、聚磷酸鈉、水玻璃中的一種或幾種。
5、 一種權(quán)利要求1所述的硅膠天然氣脫硫脫水劑的制備方法，包括以下步驟(1) 配料混合硅膠天然氣脫硫脫水劑的配料，按下列比例混合硅膠 30-50%，氧化鐵15-35%,氧化鋅5-15%、氧化銅5-10%和氧化鈣5-15%，混合后 的配料，可直接作為硅膠天然氣脫硫脫水劑，也可進(jìn)一步加入粘結(jié)劑和水， 580-600。C燒結(jié)；(2) 粘結(jié)成型混合好后的配料，加入粘結(jié)劑和水，粘結(jié)劑為粘土、聚磷酸鈉、水玻璃中的一種或幾種，粘結(jié)劑重量為配料的5-10%，水的重量為配料 的8-15%，普通成型機(jī)成型后，580-60CTC燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間控制在3_6小時(shí)，冷 卻后，即為成型的硅膠天然氣脫硫脫水劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種脫硫脫水配方，旨在提供一種工藝簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，可同時(shí)除去原料氣中水和含硫雜質(zhì)的硅膠天然氣脫硫脫水劑，包括混合配料，混合配料按重量百分比由下列成分組成硅膠30-50％，氧化鐵15-35％，氧化鋅5-15％、氧化銅5-10％和氧化鈣5-15％。本發(fā)明還提供了該硅膠天然氣脫硫脫水劑的制備方法，包括以下步驟(1)上述混合配料可直接作為硅膠天然氣脫硫脫水劑，也可進(jìn)一步加入粘結(jié)劑和水，580-600℃燒結(jié)；(2)混合好后的配料，加入粘結(jié)劑和水，粘結(jié)劑重量為配料的5-10％，水的重量為配料的8-15％，普通成型機(jī)成型后，燒結(jié)時(shí)間控制在3-6小時(shí)，冷卻后，即為成型的硅膠天然氣脫硫脫水劑。
文檔編號(hào)C10L3/10GK101338232SQ20081012022
公開日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2008年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月12日
發(fā)明者進(jìn) 佘, 葉銳鈞, 張其芳, 陳國(guó)峰 申請(qǐng)人:張其芳;陳國(guó)峰;葉銳鈞;佘 進(jìn)