[发明专利]无定形羟基氧化铁制备方法及制得的羟基氧化铁脱硫剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有高硫容的无定形羟基氧化铁脱硫剂以及无定形羟基氧化铁的制备方法，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，对于上述多组分的铁系脱硫剂而言，组分太多对于使用化学方法制备该类脱硫剂造成了较大的困难；首先，其需要选择的原料组分较多，其次，反应后生成的无效副产物也较多。另外使用化学溶液(湿法)制备铁系脱硫剂，容易生成反应后的废液，需要对废液进行后续处理，否则会对环境造成影响；湿法制备铁系脱硫剂并不适用于大规模工业化生产。 

发明内容

本发明所要解决的是现有技术中铁系脱硫剂主活性成分较多、但硫容较低、脱硫效果不理想的问题，进而提供一种具有高硫容的单一活性组分的脱硫剂。 

本发明所要解决的第二个技术问题是现有技术中使用湿法制备铁系脱硫剂时容易造成废液污染、且该制备方法不适用于大规模工业化生产的问题，进而提供一种适用于大规模工业化生产、对环境友好的且不仅仅局限于脱硫剂制备的干法制备方法。 

为解决上述技术问题，本发明提供了一种无定形羟基氧化铁的制备方 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即可。 

所述固体可溶性亚铁盐为硫酸亚铁、硝酸亚铁或氯化亚铁；所述固体氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾。其中，所述固体可溶性亚铁盐优选为七水硫酸亚铁，所述固体氢氧化物优选为氢氧化钠。 

步骤(b)中的混捏是通过捏合机完成的；混捏时间至少为15分钟。优选所述混捏时间为15～30分钟。 

步骤(e)中自然干燥温度为-5℃～45℃，烘干温度为80℃～100℃。