[发明专利]制备双孔径硫/氧化铝脱汞剂的方法

说明书

本发明提供一种耐磨性、强度较高，内孔传质较好的双孔径S/氧化铝脱汞剂的制备方法，包括以下步骤：（1）拟薄水铝石湿料块加乙酸水溶液打浆，经400‑450℃热风喷雾干燥，制得微球形氧化铝粉；（2）微球形氧化铝粉80‑85份、拟薄水铝石干粉15‑20份，润滑剂2‑4份混匀，加入磷酸水溶液90‑120份，混捏成均匀料块，挤条，干燥；（3）干燥条在980‑1050℃焙烧，得氧化铝载体；（4）氧化铝载体和硫磺粉混合，在密闭转炉和惰性气氛中加热到140‑155℃，保温1‑8h，急冷至60℃以下，制得脱汞剂。

技术领域

本发明属于气体净化技术领域，具体涉及一种制备双孔径硫/氧化铝脱汞剂的方法。

背景技术

井口天然气通常含少量汞，一般低于200μg/m³，也有高至1000μg/m³的；低温法回收凝析油、液化及分离氮气的过程中要设置铝合金材质的低温换热器如板翅式换热器，天然气所含汞会在铝合金的表面生成汞齐，使起保护作用的致密氧化铝膜脱落，天然气流中所含水、硫化氢又与汞齐中的铝发生化学反应从而加快腐蚀，日积月累后会造成换热器腐蚀泄漏，产生一系列问题，危害极大，因而需要先用脱汞剂进行处理。

天然气脱汞过程中，常用载硫活性炭作为脱汞剂；也有用氧化铝载体负载金属硫化物如硫化铜、硫化钴钼作为脱汞剂；原理都是汞与硫生成硫化汞而脱除，脱汞精度可以达到气体0.1-1μg/m³的水平，脱汞容量也可达到5%（质量）以上，但用活性炭或细孔径氧化铝作载体制备的脱汞剂，在应用中会受到天然气所含水分、易凝烃的影响，水分、易凝烃绝对分压较高时可在载体细直径孔如20nm以下孔中凝结成液态，阻碍了汞和脱汞成分的接触与反应，从而降低脱汞速度和容量，致使新脱汞剂的脱汞精度在短时间内即下降，脱汞容量也低于预期，不得不频繁更换。载硫活性炭脱汞剂的另一个缺点是在长时间应用过程中受气流冲击和床层震动而掉粉，由于脱汞剂的表层含汞量较高，脱汞剂掉粉有时会造成一些污染。

由于对含汞废剂的处理、填埋存在管理和技术方面的费用及困难，希望脱汞剂除了具有所希望的脱汞精度，更应具有较高的脱汞容量，以便延长脱汞装置的脱汞剂更换周期。

一般认为天然气中所含水分、易凝烃的量，在脱汞剂中如35nm以上的较大直径孔中不易凝结，采用兼具较大孔径和不太低比表面积的载体制备的脱汞剂效果较好；但制备兼具较大孔径和不太低比表面积的载体，主要问题是成本较高，比如包含加压水热处理或常压高温蒸汽处理的步骤，较难实现或耗时过长。

另一方面，也具有双孔径分布的脱汞剂，其中较小直径的孔主要提供内表面积即反应位置，较大直径的孔主要作为传质通道，使其在内孔传质方面具有优势。由于内孔传质较好，这种具有双孔径分布脱汞剂的外形尺寸如柱状条的直径可以大一些，以使脱汞剂床层压降小一些，或者空速高一些，并获得较高的脱汞精度和容量。但现有的双孔径脱汞剂，其中大孔的直径不超过80nm，小孔的直径不超过10nm，脱汞剂的脱汞精度和容量，在应用中会受到天然气所含水分、易凝烃的影响。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种耐磨性、强度较高，内孔传质较好的双孔径S/氧化铝脱汞剂的制备方法，所制备脱汞剂可采用较大尺寸及高空速运行，在天然气脱汞长期应用过程中不易掉粉、脱汞精度和容量不受物料流所含水分、易凝结烃影响，脱汞容量较高，使用时间长，更换次数少。

本发明双孔径S/氧化铝脱汞剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）拟薄水铝石湿料块，加乙酸水溶液打浆，经400-450℃热风喷雾干燥，制得平均粒径20-40μm的微球形氧化铝粉；所述乙酸水溶液中所配加乙酸的质量，为所制得微球形氧化铝粉质量的5-10%；所述微球形氧化铝粉比表面积250-300m²/g，孔体积0.5-0.7 ml/g，500℃热失重低于3%；