[发明专利]设计用于除去液态和气态料流中所含的污染物，主要是硫化合物的吸收剂组合物，获得经设计的吸收剂组合物的方法，除去液态或气态料流中所含的杂质，主要是硫化合物，包括硫化氢的方法，以及吸收剂组合物的用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种呈片剂形式或呈挤出物形式的团状固体吸收剂，其由金属氧化物和氢氧化物以及特定添加剂构成；还涉及其制备方法及其在流体料流处理中的用途，以除去该料流中所含的杂质。更准确地说，本发明涉及一种由铁氧化物和氢氧化物构成且包含添加剂(促进剂和粘合剂)，尤其是活性炭的吸收剂，所述活性碳具有提高所述吸收剂对使用所述吸收剂处理的料流中所含的杂质的吸收能力，且进一步改善在其制备及其应用中的其物理强度的性能。

其中使用构成本发明目的的吸收剂的料流通常为主要包含烃的液态或气态混合物，其包含由硫化合物，通常为硫化氢(H₂S)，和其他化合物如硫化羰、有机硫化物和二硫化物、硫醇、环状硫化合物等构成的杂质。气态料流的实例为天然气、与石油开采有关的烃气、炼油厂气和由城市和农业废弃物分解所产生的沼气。可提及的液态料流的一些实例为石脑油和液化石油气(LPG)。

发明背景

在烃料流中存在硫化合物是不希望的，因为这些化合物可带来与其运输、储存或实际应用有关的各种问题。硫化合物对用于运输这些流体的管道及其所储存于其中的罐和容器具有腐蚀性。当将烃料流用作化学方法中的中间体时，其可导致该方法中所用的催化剂失活。当将烃料流用作燃料时，所述硫化合物发生反应从而形成硫氧化物，并最终形成其他硫化合物，其存在于排放至大气中的燃烧气体中。就其排放至大气中而言，这些化合物受到严格限制。这些动机证明对液态和气态料流进行处理以将其中所含的硫化合物除去至可能被认为是可接受的浓度水平是正确的。

众所周知的是，可将用金属氧化物和氢氧化物配制的特定产品用于从液态或气态料流中除去硫化合物。所述金属氧化物具有通式M_xO_y，且所述金属氢氧化物具有通式M_xO_y(OH)_z，其中M表示金属。这些氧化物的主要成分金属为锌和铁或其混合物。也可存在其他金属如铜、镍、钴、钼和锰，然而，其主要功能是提高所述主要金属的杂质吸收速率。基于这类氧化物和氢氧化物的最终产品可以以粉末形式提供，所述粉末以处于待处理料流混合物中的淤浆形式使用，或者以容纳于待处理流体料流通过的固定床上的颗粒形式使用。当将所述金属氧化物和/或氢氧化物沉积至惰性固体上时，所述颗粒可为负载型的，或者当仅由所述金属氧化物和/或氢氧化物及其添加剂构成时，所述颗粒可为团状的。

当耗尽其可用能力时，将以颗粒形式使用的所述吸收剂从其所用的设备单元中取出，并用新装料替代以继续该工艺。为此，并联使用多个吸收设备单元，从而使得总是可中断其中一个的操作以替换所述吸收剂而不中断整个流体处理操作。

一直希望可将废吸收剂回收并重新加工以避免产生可能面临对将其处理进环境中的严格限制的固体残留物。进一步希望所述吸收剂具有高杂质吸收能力，从而拓展其实际应用，就操作间隔以及与除去每单位重量杂质所用吸收剂的重量有关的两方面而言。吸收能力越高，则提供越长的操作时间和越少次数的替换操作，从而使得同样量的杂质除去成本越少。

对于在较高温度(高于100°C)下进行的气态料流处理而言，使用最多的一种产品主要由氧化锌(ZnO)配制。H₂S的除去涉及如下化学反应：

在操作条件下，所产生的水发生汽化，其自身转变为气体，所述气体掺入正在处理的气态料流中。

所述氧化锌基吸收剂几乎总是团状的，其中将氧化锌与粘合剂一起使用以保持最终产品的物理完整性。

在较低温度下，当使用水饱和的气体料流操作时，基于氧化锌配制的产品由于其低吸收速率和所述产品颗粒的物理解体可能性而通常不是优选的，所述物理解体可能导致在其化学饱和之前，横跨吸收剂床的压力降过度增大。

由于其大的比表面积，已将活性炭用于从天然气和其他气体的料流中吸收H₂S。然而，当在低温下操作时，其具有低H₂S保留能力。为此，活性炭在天然气中的应用非常有限。活性炭更通常地用于除去直接排入大气中的气体中的不希望气味(包括H₂S味)。

对在较低温度下且使用水蒸汽/蒸汽饱和的料流进行的操作而言，通常优选的吸收剂为基于呈晶态磁铁矿(Fe₃O₄)形式的铁氧化物且也可包含氢氧化铁(FeO(OH))的吸收剂。因此，例如在基于氧化锌的吸收剂的情况下，H₂S的除去也以化学反应的方式进行，所述反应涉及铁由3价还原成2价：