專利名稱：一種氧化鋅精脫硫劑及其制備和應用方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種氧化鋅精脫硫劑的制備及在焦爐氣、煉廠干氣、天然氣、合成氣、二氧化碳、液化石油氣、液態(tài)烴等原料氣中的應用。
背景技術：
在對焦爐氣、煉廠干氣、天然氣、合成氣、二氧化碳、液化石油氣和液態(tài)烴等利用過程中，必須首先將氣源中的硫化物脫除，尤其是將其作為化工原料氣時，必須將其中的硫化物脫除至總硫< 0. Ippm,以避免后工段催化劑硫中毒，同時保證所生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。硫化物脫除方法一般可分為干法和濕法。濕法是利用吸收液將氣源中的硫化物吸收，含硫化物的吸收液(富液)在不同壓 力或溫度下在再生塔中分解或解析出硫化物，吸收液循環(huán)利用，濕法脫硫一般用于將高含量的硫化物脫除至較低含量，通常濕法脫硫后控制指標為< lOppm。干法脫硫是將固體顆粒的脫硫劑裝入固定床中，將原料氣通過固定床，氣源中的硫化物和脫硫劑反應沉積在脫硫劑上，達到脫硫的目的，干法脫硫一般精度較高，主要起把關作用。經(jīng)過濕法脫硫后的原料氣再經(jīng)過干法脫硫?qū)⒃蠚庵辛蚧镞M一步降低，一般控制指標為彡0. Ippmo氧化鋅脫硫劑幾十年來廣泛應用于各種原料氣中H2S的脫除，具有脫硫精度高、高溫下硫容較高、可用于無氧工況等特點，是非常成熟的產(chǎn)品，CN93111222. 2、CN200810041459. 0、CN200910175382. 0、CN201010124851. 9 和 CN201010568136. 4 均是氧化鋅脫硫劑的相關專利，但時至今日仍有下列不足
(1)氧化鋅脫硫劑使用范圍較寬，從常溫100°C均可使用，目前一般可分為高溫、中溫和常溫三種，不同使用溫度采用不同配方的脫硫劑，不能混用；
(2)制備工藝主要是使用鋅的鹽類，如ZnCO3或Zn(CO3)2，用堿將其沉淀下來，取濾餅，在其中加入助劑、擴孔劑、粘結劑等成型，有的制備工藝中還需要對濾餅進行洗滌或加入甲酸等提高強度，眾所周知，前者將產(chǎn)生大量難以處理的廢水，污染了環(huán)境，后者在焙燒過程中將產(chǎn)生CO等有毒物質(zhì)，同樣污染了環(huán)境；
(3)傳統(tǒng)氧化鋅脫硫劑僅能脫除H2S,對有機硫如COS和硫醇無法脫除。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有氧化鋅脫硫劑的不足，提供一種全新的氧化鋅精脫硫齊U，它能在脫除H2S的同時部分脫除COS和硫醇。本發(fā)明的目的是通過下述方法實現(xiàn)的
一種氧化鋅精脫硫劑，該精脫硫劑由活性氧化鋅、高鋁粉、膨潤土、氫氧化鈣和羧甲基纖維素鈉混合擠條制成，其起始質(zhì)量百分組成為活性氧化鋅含量62. 59^86%，其余為高鋁粉、膨潤土、氫氧化鈣和羧甲基纖維素鈉混合物，混合物質(zhì)量百分比組成為高鋁粉17 32%、膨潤土 17 22%、氫氧化鈣13 44%，羧甲基纖維素鈉10 47%。
本發(fā)明氧化鋅精脫硫劑的制備方法，按下述步驟依次進行
1、將活性氧化鋅、高鋁粉、膨潤土、氫氧化鈣和羧甲基纖維素鈉按所述的質(zhì)量比例碾碎混合均勻；
2、加入水潤濕混合均勻后擠壓成條型；
3、再在120°C烘干2 4小時，然后在50(T650°C空氣氛圍下焙燒3飛小時制得氧化鋅精脫硫劑成品。本發(fā)明氧化鋅精脫硫劑的應用，該精脫硫劑在常溫 40(rc溫度下應用于焦爐氣、煉廠干氣、天然氣、合成氣、二氧化碳、液化石油氣及液態(tài)烴原料氣中脫除H2S，進口氣中H2S含量< IOOOppm,空速為氣相500^3000^1,液相0. I 5h'出口 H2S含量< 0. 03ppm。本發(fā)明氧化鋅精脫硫劑的應用，該精脫硫劑在20(T40(TC應用于焦爐氣、煉廠干 氣、天然氣、合成氣、二氧化碳、液化石油氣及液態(tài)烴原料氣中脫除H2S，進口氣中H2S含量彡IOOOppm, COS和硫醇含量彡lOOppm，空速為氣相50(T3000h-l，液相0. I 5h_l，出口 H2S含量< 0. 03ppm,同時能部分脫除原料氣中的COS和硫醇，COS和硫醇脫除率> 50%。同現(xiàn)有氧化鋅脫硫劑相比，本發(fā)明具有以下創(chuàng)新點
(1)該氧化鋅精脫硫劑能解決常溫 40(rc較寬溫度范圍內(nèi)H2S精脫硫問題，在空速為氣相50(T3000h-l，液相0. I 5h-l條件下，脫除精度為彡0. 03ppm ；
(2)該氧化鋅精脫硫劑將活性氧化鋅、高鋁粉、膨潤土、氫氧化鈣和羧甲基纖維素鈉等混合擠條，不加酸，不沉淀過濾洗滌，焙燒不產(chǎn)生有毒物質(zhì)，生產(chǎn)制備過程簡單、安全、環(huán)保;
(3)該氧化鋅精脫硫劑在精脫H2S的同時，還能在20(T40(TC溫度下部分脫除原料氣中的COS和硫醇。本發(fā)明中活性氧化鋅(ZnO)為市購品，粒徑介于1-100 nm之間，為白色或微黃色球狀微細粉末，密度5. 47g/cm3,熔點1800°C，不溶于水，溶于酸、堿氯化銨和氨水中。高鋁粉為市購品，主要成分是三氧化二鋁，化學成分主要為A1203、SiO2, Fe2O3^TiO2, H2O,五者總量占成分的95%以上，一般>98%。煉廠干氣是煉廠不能再液化的尾氣，煉廠干氣主要來自于催化裂化、延遲焦化等原油的二次加工裝置。合成氣是以氫氣、一氧化碳為主要組分供化學合成用的一種原料氣。由含碳礦物質(zhì)如煤、石油、天然氣以及焦爐煤氣、煉廠氣等轉化而得。膨潤土(Bentonite)是以蒙脫石為主的含水粘土礦。由于它具有特殊的性質(zhì)。如膨潤性、粘結性、吸附性、催化性、觸變性、懸浮性以及陽離子交換性。所以廣泛用于各個工業(yè)領域。空速規(guī)定的條件下，單位時間單位體積催化劑處理的原料量，單位為m3/(m3催化劑*h)，可簡化為時間h—1。lh—1表示單位時間單位體積催化劑處理一單位體積的原料量。
具體實施例方式下面結合具體實例進一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但這些實施并不限制本發(fā)明的保護范圍。
實施例I
準確稱取優(yōu)質(zhì)活性氧化鋅72克、高鋁粉10克、膨潤土 7克、氫氧化鈣11克、羧甲基纖維素鈉5克，碾碎混合均勻，加水擠條成型，在120°C烘干4小時，然后在600°C空氣氛圍下焙燒4小時(羧甲基纖維素鈉分解)制得氧化鋅精脫硫劑成品。該精脫硫劑在25°C,空速ItT1條件下,將液態(tài)丙烯中12ppmH2S脫除至0. 03ppm,硫容為3. 1%。實施例2
準確稱取優(yōu)質(zhì)活性氧化鋅65克、高鋁粉7克、膨潤土 10克、氫氧化鈣18克、羧甲基纖維素鈉4克，碾碎混合均勻，加水擠條成型，在120°C烘干3小時，然后在630°C空氣氛圍下焙燒5小時(羧甲基纖維素鈉分解)制得氧化鋅精脫硫劑成品。該精脫硫劑在200°C，空速200( 4條件下，將合成氣中7ppmH2S、4. 2ppmC0S脫除至 出口 H2S 為 0. 03ppm，硫容為 7. 2%,出口 COS 為 0. 5ppm, COS 脫除率 88%。實施例3
準確稱取優(yōu)質(zhì)活性氧化鋅92克、高鋁粉3克、膨潤土 3克、氫氧化鈣2克、羧甲基纖維素鈉7克，碾碎混合均勻，加水擠條成型，在120°C烘干4小時，然后在600°C空氣氛圍下焙燒5小時(羧甲基纖維素鈉分解)制得氧化鋅精脫硫劑成品。該精脫硫劑在370°C，空速150( -1條件下，將天然氣中22ppmH2S、45ppm甲硫醇脫除至出口 H2S為0. 03ppm，硫容為18. 1%，出口甲硫醇為10. 2ppm,甲硫醇脫除率77%。實施例4
準確稱取優(yōu)質(zhì)活性氧化鋅82克、高鋁粉4克、膨潤土 4克、氫氧化鈣10克、羧甲基纖維素鈉5克，碾碎混合均勻，加水擠條成型，在120°C烘干4小時，然后在550°C空氣氛圍下焙燒6小時(羧甲基纖維素鈉分解)制得氧化鋅精脫硫劑成品。該精脫硫劑在250 °C，空速IOOOtr1條件下，將二氧化碳氣源中5. IppmH2S,
4.2ppmC0S和3. 6ppm甲硫醇脫除至出口 H2S含量為0. 03ppm,硫容為6. 1%，出口 COS含量0. 7ppm,脫除率83%，出口甲硫醇含量0. 7ppm,脫除率81%。
權利要求
1.一種氧化鋅精脫硫劑，其特征在于，該精脫硫劑由活性氧化鋅、高鋁粉、膨潤土、氫氧化鈣和羧甲基纖維素鈉混合擠條制成，其起始質(zhì)量百分組成為活性氧化鋅含量62. 59Γ86%，其余為高鋁粉、膨潤土、氫氧化鈣和羧甲基纖維素鈉混合物，混合物質(zhì)量百分比組成為高鋁粉17 32%、膨潤土 17 22%、氫氧化鈣13 44%，羧甲基纖維素10 47%。
2.如權利要求I所述的氧化鋅精脫硫劑的制備方法，其特征在于，按下述步驟依次進行 將活性氧化鋅、高鋁粉、膨潤土、氫氧化鈣和羧甲基纖維素鈉按所述的質(zhì)量比例碾碎混合均勻； 加入水潤濕混合均勻后擠壓成條型； 再在120°C烘干2 4小時，然后在50(T650°C空氣氛圍下焙燒3飛小時制得氧化鋅精脫硫劑成品。
3.如權利要求I所述的氧化鋅精脫硫劑的應用，其特征在于，該精脫硫劑在常溫 400°C溫度下應用于焦爐氣、煉廠干氣、天然氣、合成氣、二氧化碳、液化石油氣及液態(tài)烴原料氣中脫除H2S，進口氣中H2S含量彡IOOOppm,空速為氣相δΟΟ ΟΟΟΙΓ1，液相O. Γδ^1，出口H2S 含量彡 O. 03ppm。
4.如權利要求I所述的氧化鋅精脫硫劑的應用，其特征在于，該精脫硫劑在20(T400°C應用于焦爐氣、煉廠干氣、天然氣、合成氣、二氧化碳、液化石油氣及液態(tài)烴原料氣中脫除H2S,進口氣中H2S含量< lOOOppm，COS和硫醇含量< lOOppm，空速為氣相500 30001^，液相O. Γδ^1,出口 H2S含量< O. 03ppm,同時能部分脫除原料氣中的COS和硫醇，COS和硫醇脫除率> 50%。
全文摘要
一種氧化鋅精脫硫劑及其制備和應用方法。該精脫硫劑由活性氧化鋅、高鋁粉、膨潤土、氫氧化鈣和羧甲基纖維素鈉混合擠條，經(jīng)過120℃烘干，500~650℃焙燒制得。其起始質(zhì)量百分組成為活性氧化鋅含量62.5%~86%，其余為高鋁粉、膨潤土、氫氧化鈣和羧甲基纖維素鈉混合物，混合物質(zhì)量百分比組成為高鋁粉17~32%、膨潤土17~22%、氫氧化鈣13~44%，羧甲基纖維素10~47%。該精脫硫劑在常溫~400℃應用于焦爐氣、煉廠干氣、天然氣、合成氣、二氧化碳、液化石油氣及液態(tài)烴原料氣中凈化H2S，并能在200~400℃時部分脫除原料氣中的COS和硫醇，出口H2S含量≤0.03ppm，COS和硫醇脫除率≥50%。
文檔編號C10K1/20GK102961959SQ20121045459
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月14日 優(yōu)先權日2012年11月14日
發(fā)明者彭曉虎, 孔渝華, 王先厚, 雷軍, 段煒, 邱樹梁, 廖怡安, 蔣波, 鐘武 申請人:湖南環(huán)達環(huán)保有限公司