[发明专利]一种高硫容的无定形羟基氧化铁的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高硫容的无定形羟基氧化铁的制备方法以及副产物硫酸铵的回收处理，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，尤其是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，使得物质在生产过程中发生反应而释放出硫化氢。工业生产中产生的硫化氢一方面会直接导致后续生产工段中催化剂活性物质中毒失活，另一方面硫化物气体如果直接排放会严重影响环境，甚至于造成人畜中毒，因此必须要予以去除。

现有技术中的脱硫剂品种很多，其中，羟基氧化铁因具有良好的脱硫性能在化学化工领域被广泛用作脱硫剂。在中国科技文献《不同方法制备羟基氧化铁的脱硫活性研究》（《煤炭转化》第29卷第3期）中，作者研究了不同晶态的羟基氧化铁如α-FeOOH，β-FeOOH，γ-FeOOH和无定形羟基氧化铁的常温煤气脱硫活性，其中无定形羟基氧化铁的脱硫活性最高，然而该文章主要探讨了用不同制备方法所得到的不同晶态羟基氧化铁的脱硫活性，并没有研究可以稳定得到较高纯度无定形羟基氧化铁物料的方法，其公开的制备无定形羟基氧化铁的方法为实验室方法，需要氮气保护，工艺比较复杂，且用双氧水作为氧化剂存在所生成的产物结构致密，孔道不发达，硫容不高的缺点，不符合工业化大批量生产的要求。

为了实现工业化生产，中国专利文献CN101585556A公开了一种无定形羟基氧化铁的固相制备方法，其制备步骤如下：（1）将固体可溶性亚铁盐与固体氢氧化物，按照铁与氢氧根的摩尔比为1:2-1:3进行混合；（2）将步骤（a）所得混合物料通过混捏完成反应，控制混捏过程中温度不超过70℃；（3）将步骤（2）所得产物在空气中晾干；（4）对步骤（3）所得物料水洗并过滤；（5）将步骤（4）所得固体自然干燥或烘干即可。该方法采用固相法合成无定形羟基氧化铁，具有生产流程短、生产工艺简单，生产成本低的优点，且生产过程中不产生任何污染物，但是利用上述固相法制备得到的无定形羟基氧化铁的硫容仍旧较低。

为了解决上述固相法合成的无定形羟基氧化铁硫容低的问题，中国专利文献CN101898110A公开了一种液固法制备含无定形羟基氧化铁物料的方法，具体步骤为：（1）将固体可溶性亚铁盐配制成溶液待用；（2）将（NH₄）₂CO₃或NH₄HCO₃与步骤（1）的溶液混合使两者进行反应；（3）将步骤（2）所得到的物料过滤，滤去所生成的可溶性盐，并用水洗得到的滤饼；（4）将所述滤饼配成悬浮液，通入含氧气的气体进行氧化，然后进行过滤、干燥，即得到含无定形羟基氧化铁的物料。该方法通过采用（NH₄）₂CO₃或NH₄HCO₃与硫酸亚铁进行反应，相较于采用氢氧化钠、碳酸钠等，一方面降低了成本，另一方面，通过将过滤得到的硫酸铵滤液进行精制除杂，实现了硫酸铵的联产回收。并且，由于该方法在对滤饼进行氧化之前，先过滤除去了硫酸铵等可溶性盐，从而能够避免通入空气氧化悬浮液时，因氧气在悬浮液中溶解度小、氧化速度慢而导致生成其他晶态的羟基氧化铁。因此，采用该液固法制备得到的物料中无定形羟基氧化铁的含量高达65%-100%、硫容高达62%。

但是，上述采用（NH₄）₂CO₃或NH₄HCO₃通过液固法合成无定形羟基氧化铁的方法仍旧存在的问题在于，（NH₄）₂CO₃或NH₄HCO₃在上述反应过程中容易产生大量的气泡，从而导致脱硫装置内的液体中有大量的气泡鼓出，产生溢塔现象，这一问题严重影响了上述工艺的工业化生产。而在利用（NH₄）₂CO₃或NH₄HCO₃制备羟基氧化铁工艺中，如何在制备得到高硫容羟基氧化铁的同时，还能有效防止泡沫溢塔现象的发生，是现有技术尚未解决的难题。

发明内容