[发明专利]一种高效复合氧化物脱硫剂的制备方法

说明书

本发明提供了一种高效复合氧化物脱硫剂的制备方法。该方法选择Fe²⁺作为主活性组分的铁源，加入一定比例的Zn、Mn、Cu、Co等金属的可溶性盐作为助催化剂，以醇胺作为沉淀剂，采用共沉淀的方法获得复合氢氧化物沉淀，在一定的反应条件下，用醇胺溶液沉淀Al³⁺获得铝溶胶，然后与共沉淀法得到的复合氢氧化物体系按照一定的比例混合，经洗涤、干燥、氧化、研磨成粉后加入一定量的粘结剂捏合成型，即获得复合氧化物脱硫剂。本发明创造性地使用了醇胺类有机碱作为制备复合氢氧化物的沉淀剂，所获得的脱硫剂在无氧气氛中具备较高的穿透硫容；同时本发明提出了采用醇胺制备铝溶胶作为复合氧化物脱硫剂的孔道载体的方法，提高了复合氧化物脱硫剂的孔结构。

技术领域

本发明涉及到环保和化工技术领域，特别涉及到一种高效复合氧化物脱硫剂的制备方法。

背景技术

煤气、天然气、液化气等燃气以及低碳烃等工艺气体中通常都含有一定量的无机硫(H₂S)及有机硫(COS、CS₂、RSH等)成分。因为脱硫起着对环境把关和对下游产品加工的保护作用，所以在气体净化中占据着非常重要的位置。铁基脱硫剂由于其取料低廉，硫容高而被广泛应用于常温干法脱硫。目前，市场上的铁基脱硫剂使用的原料主要有天然铁矿、工业废料和人工合成氧化铁三类。前两者由于原料来源不定而造成所制备的脱硫剂性质不稳定，所以人工合成氧化铁是制备高活性脱硫剂的主要途径。

根据脱硫的基本原理和氧化铁的特殊形态可以得知，制备出具有特定晶相或形态的氧化铁，使其疏松多孔、比表面积大、活性中心高度分散是提高氧化铁脱硫剂使用效率的核心所在，而这些往往取决于制备氧化铁的具体工艺和脱硫剂的成型条件等因素。由于过渡金属氧化物常常存在形态不稳定、骨架易坍塌等问题，而难以制得高比表面高活性的催化剂。于是人们开始采用复合载体，以发挥各自的优点，避免自身的不足。中国专利文献CN201410598020.3公开了一种采用浸渍法将氧化镁、氧化钴、氧化铜等活性组分负载到具有分散性能的多孔载体上，制备出脱除硫化氢和部分有机硫的复合脱硫剂的方法。该方法中选择可溶性钴盐和镁盐的溶液作为第一浸渍液，选择可溶性铜盐的溶液作为第二浸渍液，分两步将活性组分负载到多孔载体上，所选用的多孔载体为比表面大于800m²/g的活性炭、氧化铝、硅胶中的一种或几种的混合物；然后经干燥、焙烧后得到脱硫剂。上述脱硫剂在制备过程中，通过两次浸渍，程序复杂，而且第二次的浸渍可能破坏前一次浸渍的效果，使得负载率不能充分保证；此外，虽然多孔载体具有较大的孔结构，但浸渍法使得所使用的活性组分将孔道堵塞，大大降低了脱硫剂的比表面和孔体积，载体的利用率下降。故浸渍法在制备具有发达孔道结构和高脱硫活性的脱硫剂方面存在一定的操作障碍和技术弊端。

发明内容

本发明目的是提供一种穿透硫容高、孔结构发达、脱硫稳定性高，以氧化铁为主要活性组分的高效复合氧化物脱硫剂的制备方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种高效复合氧化物脱硫剂的制备方法，其特征在于：所述方法包含如下步骤：

1、选择Fe²⁺作为主活性组分的铁源，加入相对于主活性组分比例为质量分数为5%~35%的Zn、Mn、Cu、Co金属中的一种或任意几种可溶性盐配制成的混合溶液，以醇胺作为沉淀剂，采用共沉淀的方法获得复合氢氧化物沉淀物A；

2、在规定的反应条件下，用醇胺溶液沉淀Al³⁺获得铝溶胶B，然后将A与B与步骤（1）中获得复合氢氧化物沉淀物A用共沉淀法将复合氢氧化物体系与铝溶胶按照1:0.1~1的比例混合，继续反应1-3小时后获得混合沉淀物C；

3、将步骤（2）获得混合沉淀物C经离心洗涤、冷风干燥、空气中自然氧化、研磨成粉后加入质量分数为0%~10%的粘结剂捏合成型，在温度为80℃~120℃下有氧烘干后即获得复合氧化物脱硫剂S。