[发明专利]一种室温脱除硫化氢用中孔碳复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种室温脱除硫化氢用中孔碳复合材料及其制备方法和应用。该材料包括以下组分及重量份含量：有机前驱体：10‑20、无机模板剂：40‑60、结构导向剂：0‑0.05、交联剂：0‑5、有机胺：5‑50，将有机前驱体、无机模板剂、结构导向剂和交联剂混合后老化，经干燥、碳化、刻蚀和负载有机胺处理后得到中孔碳复合材料。将该材料填充于固定床反应器中，用于吸收H₂S。本发明可用于H₂S固体吸收剂，具有吸收量大、脱除H₂S速率快、对环境友好、污染小和反应简单等优点，可广泛用于工业尾气精细脱除H₂S。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，具体涉及一种室温脱除硫化氢用中孔碳复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

H₂S是一种剧毒恶臭的气体，主要来源于石油加工、天然气净化、人造纤维、污水处理、煤化工以及造纸等生产工艺过程，并且广泛存在于炼油工业废气、化工脱硫尾气、水煤气、焦化气等。此外，城市的下水道、污水池以及一些腐烂有机物发酵过程中，都会产生一定含量的H₂S。

H₂S在低浓度(2ppm或更少)时，有刺激难闻的气味；当浓度大于700ppm时，就可能瞬间致人死亡。一方面，气态和液态的H₂S对管道和生产设施具有极强的腐蚀性，并且会导致催化剂的中毒致使工艺过程无法有效运转，从而导致装置潜伏安全隐患，造成人员的伤亡和财产的重大损失；另一方面，H₂S又是一种重要的化工原料，回收后的H₂S还可以用于生产硫酸以及其他化工产品。随着世界各国的环保标准对H₂S的排放变得越来越严格，因此化工生产过程中的过程气和尾气都必须经过脱硫处理，才能保障生产的安全和环境友好。

针对不同场合的H₂S脱除，目前开发的脱硫工艺有很多，根据脱硫过程中的环境可划分为干法脱硫和湿法脱硫。干法脱硫是用吸附剂或催化剂将气体中硫化物脱除，所使用到的设备简单，脱硫精度高，操作简单，成本比较低，能够有效的去除含硫气体中的硫化物，比较适合处理H₂S含量低、流量小的气体，但是目前的干法脱硫普遍存在脱硫效率低，脱硫剂吸收H₂S量少，脱硫不完全等问题。湿法脱硫是在液相中通过物理或者化学作用去除H₂S，因其所需要的设备比较大、负荷大所造成的成本也比较大，所以比较适合高浓度、大流量的硫化氢粗脱。虽然这些脱硫技术取得了一些成果，但是也存在着一些缺点，因此寻找一种更加优良的脱硫剂，具有巨大的经济和环保价值。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种脱除穿透硫容高、需求反应温度低的室温脱除硫化氢用中孔碳复合材料及其制备方法和应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种室温脱除硫化氢用中孔碳复合材料，该复合材料为液态有机胺改性的中孔碳，其原材料包括以下组分及重量份含量：

进一步地，所述的有机前驱体包括按摩尔比1:(1.5-3)混合的酚类及醛类；

所述的无机模板剂包括二氧化硅溶胶；

所述的结构导向剂包括氧化石墨烯或纳米纤维素；

所述的交联剂包括1,6-己二胺；

所述的有机胺包括多乙烯多胺、二乙烯三胺、三乙烯二胺、四乙烯五胺或乙醇胺或二乙醇胺中的一种或多种。其中，多乙烯多胺是多种胺的联产物，相比起聚乙烯亚胺碱性较强，并且毒性较弱，有着更强的脱硫活性。负载之后的中孔碳复合材料可以在较低的温度15℃条件下进行催化脱硫，适用于更多的脱硫环境。

进一步地，所述的酚类包括苯酚或间苯二酚，所述的醛类包括甲醛；