[发明专利]一种高强度羟基氧化铁脱硫剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有高硫容的高强度羟基氧化铁脱硫剂，属于脱硫净化技术领域。 

背景技术

在工业生产中的很多场合都会产生硫化物。诸如，在以煤或者石油制取化工原料的生产过程中，以及普通工业生产排放的废水或者废气中。其中，在以煤或者石油制取化工原料的生产过程中，其产生的硫化氢主要是由于原料中含有较多的含硫物质，使得该含硫物质在生产过程中发生反应而释放出硫化氢，从而直接导致后续生产工段中催化剂活性物质中毒失活。此外，工业生产中排放的废水或者废气中所含的硫化氢等硫化物，如果直接排放会严重影响环境，甚至于造成人畜中毒。 

目前，研究人员为了有效地减少上述硫化物对工业生产以及环境的破坏，对于脱硫剂的研发给予了足够的重视。现有技术中的脱硫剂品种很多，多数以铁系脱硫剂、锰氧化物脱硫剂、固体碱/液体碱脱硫剂、活性炭脱硫剂或者分子筛负载活性金属脱硫剂为主。其中，铁系脱硫剂是较为传统的脱硫剂之一，该类型脱硫剂主要是以铁氧化物作为脱硫剂的活性组分，所述铁氧化物包括四氧化三铁、三氧化二铁以及水合氧化铁，且铁系脱硫剂中的脱硫剂主活性组分多数包括上述铁氧化物中的两种或者三种。诸如，美国专利文献US5102636A公开的复合物脱硫剂就是由5～95wt％的氧化铁和95～5wt％的铁构成的。 

此外，所述铁系脱硫剂中还有部分脱硫剂需要在上述活性组分的基础上加入粘合剂或者扩孔剂等。诸如，美国专利文献US6664210A公开了一种可用于脱除流体中杂质的粘合金属氧化物，该金属氧化物同样可以起到脱 除硫化氢杂质的作用；该文献中所述的粘合金属氧化物包括分子式为Me_xO_y的金属氧化物中的一种或多种；其中，Me为选自周期表第4、5、6、7周期的金属元素；x选自1～3，y选自1～4；此外，上述粘合金属氧化物还包括上述金属氧化物的水合物以及憎水粘合剂。很显然，当Me选择Fe时，该专利文献中公开的粘合金属氧化物则由Fe₃O₄、Fe₂O₃、Fe₂O₃·H₂O和憎水粘合剂构成。对该粘合金属氧化物进行硫容测试，表明该压缩金属氧化物颗粒能留住硫的平均量至少等于粘合金属氧化物颗粒重量的10％，更好的是30％，容纳H₂S的量至少为每磅金属氧化物颗粒容纳0.27磅；可见，该粘合金属氧化物的硫容量(脱除硫化氢)只能达到27％～30％。 

可见，在诸如上述专利文献公开的铁系脱硫剂现有技术中，脱硫剂的硫容普遍都较低，且脱硫效果不理想。此外，上述铁系脱硫剂多数都不具备较高的机械强度，那么在诸如含水分的炼油气、液化气、化肥工业以及煤化工生产脱除硫化氢工艺中，不具备机械强度的粉状铁系脱硫剂容易吸收上述大量水分，从而使脱硫剂结块，降低了脱硫剂的比表面积，直接影响所述脱硫剂的脱硫效率。对于加入部分粘结剂，滚球成型的铁系脱硫剂而言，其具有一定的机械强度，但是如果其机械强度不够一定的标准，那么其应用于罐式填充脱硫处理工艺时，脱硫剂和罐体碰撞，极有可能由于其强度不够导致脱硫剂发生碎裂，从而产生脱硫剂的粉尘，该粉尘落入罐体底部，增加了物流的阻力，使罐内压力增高，影响了脱硫工艺无法进行。 

发明内容

本发明所要解决的是现有技术中铁系脱硫剂硫容较低、机械强度不高、脱硫效果不理想的问题，进而提供一种具有高强度的、高硫容的铁系脱硫剂。 

为解决上述技术问题，本发明提供了一种羟基氧化铁脱硫剂，该脱硫剂由50～95wt％的无定形羟基氧化铁FeOOH、0～45wt％的载体、5～50wt％的有机物粘结剂组成。其中，所述载体为三氧化二铝、硅藻土、天然沸 石、催化裂化废催化剂中的一种或多种。所述有机物粘结剂为缩甲基纤维素钠盐、田菁粉、纤维素粉中的一种或多种。 

本发明还进一步公开了上述脱硫剂的制备方法，其包括如下步骤：(a)将固体可溶性亚铁盐与固体氢氧化物，按铁与氢氧根的摩尔比为1∶2～1∶3进行混合；(b)将步骤(a)所得混合物料通过混捏完成反应，在所述混捏过程中，控制物料温度不超过70℃；(c)将步骤(b)所得反应产物在空气中晾干；(d)对步骤(c)所得物料水洗并过滤；(e)将步骤(d)所得固体自然干燥或烘干；(f)将步骤(e)中得到的物质与有机物粘结剂或载体和有机物粘结剂的混合物混合并进行混碾，之后加入适量水进行挤条成型，将上述成型物于-5℃～45℃下自然干燥或于60℃～90℃烘干即可。