[发明专利]一种脱除硫化氢的吸附剂

说明书

本发明公开了一种能够脱除硫化氢的吸附剂，属于吸附剂制备领域。其制备方法为：将白炭黑研磨后水洗、干燥；将三乙胺盐、铜盐混合后在90℃条件下搅拌加热一段时间，之后加入无水乙醇中彻底溶解；将干燥后的白炭黑倒入上述乙醇溶液中，超声处理之后，将无水乙醇真空蒸发，即得硅基硫化氢化学吸附剂。本发明所述制备方法操作简单，白炭黑等原料廉价易得，可实现工业化应用，且在较高和较低温度下也可实现较好的脱除效果，而且不会在气体精制过程中产生污染，可广泛用于各类气源中硫化氢的脱除。

技术领域

本发明涉及一种脱除硫化氢的吸附剂及其制备方法，属于吸附剂制备领域。

背景技术

天然气是一种高效清洁的能源和重要的化工原料，具有清洁、经济、运输方便以及用途广泛等特点，已成为世界各国改善环境和促进经济可持续发展的最佳选择。其主要成分为甲烷，还含有二氧化碳、烷烃、硫化氢等。H₂S是一种有害杂质，不仅对输运管路、设备等造成腐蚀，影响后续加工过程，而且严重地威胁人身安全，属于必须控制的环境污染物之一。

硫化氢是广泛存在于天然气，焦炉煤气、燃油加氢和沼气等工业气体中的有毒气体，其嗅觉阈值极低，是生产生活中不良气体的重要来源之一。硫化氢的存在既对工业生产造成了极大的阻碍和浪费，更对人们的生命安全构成巨大威胁。硫化氢的脱除己引起了科研工作者的极大兴趣，进而发展出多种多样的吸附剂，并开发出多种脱硫工艺。各国政府也对硫化氢的排放做出了严格规定。硫化氢具有较强的酸性和腐蚀性，会对工业设备及管路造成严重腐蚀。在氨合成、燃料电池，加氢等过程中，极微量的硫化氢的存在就会导致催化剂的失活。当含有硫组分的燃油或燃气燃烧时，将会形成硫的含氧酸类，进而腐蚀破坏内燃机。燃烧后，硫化氢则会形成二氧化硫排放到大气中，成为最重要的大气污染物之一，也是酸雨形成的罪魁祸首。

硫化氢的去除方法多种多样，可以根据脱除工艺分为湿法脱硫和干法脱硫两大类；也可以根据反应类型分为催化氧化和吸收吸附等。其中，湿法脱硫以醇胺溶液为代表，能够适应较高负荷的脱硫要求，应用面较宽，但是无法在高温下进行，并且脱硫精度较低。干法脱硫主要用于精脱硫，脱硫效率较高，以吸附法为代表，常用的吸附剂有分子筛、活性炭、硅胶等，但脱硫选择性相对较低。

整体来说，干法脱硫适应条件广，对设备基本无腐蚀，操作简单，但硫容较小，吸附剂不易再生，多适用于小规模低浓度的硫化氢气体脱除或高温下脱硫；而湿法工艺脱硫负荷强，去除率高，但易造成设备腐蚀，运行成本高，且不适于高温条件，目前多用于大规模工业气体脱硫。其中，干法脱硫包括碳基材料吸附脱硫、分子筛吸附脱硫、金属氧化物氧化脱硫、膜法脱硫和Claus转化法脱硫等。而湿法脱硫则包括化学氧化脱硫、醇胺溶液吸收脱硫、生物脱硫等新型湿法脱硫工艺等。

湿法脱硫工艺一般使用水溶液吸收硫化氢，又可以分为单纯的化学或物理吸收，硫的价态不发生变化，如醇胺等碱性溶液脱硫；以及鳌合铁或多酸溶液氧化吸收脱硫，硫化氢一般被氧化为硫单质，进而回收。作为化学法脱硫的一种补充工艺，生物法也是一种常见的脱硫工艺。因此，寻找一种高效、高选择性的绿色材料成为国内外学者的研究热点之一。

作为新兴绿色溶剂，离子液体已受到科研工作者的广泛关注，并已应用于化学、环境、催化等各个领域。当前己有大量关于离子液体吸收硫化氢的研究报道。但是，目前的研究工作大多关注于离子液体对硫化氢或二氧化碳等酸性气体的物理溶解性，且在高压静态条件下进行，属于基础性研究，无法直接展示出离子液体对硫化氢气体的动态脱除能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种吸附脱除硫化氢的改性介孔硅材料吸附剂及其制备方法。

本发明的技术方案为：