[发明专利]一种新型常低温脱硫剂

说明书

本发明属于脱硫催化剂技术领域，具体地说是一种脱除煤气、天然气、石油、二氧化碳等多种物料中硫化物的氧化锌脱硫剂。

以氧化锌为主体的脱硫剂，由于其具有较高的硫容和净化度而在精脱硫领域得到广泛的应用，但随着合成氨，甲醇等行业的发展，合成催化剂的更新换代，氧化锌脱硫剂作为净化剂和保护剂逐渐暴露出使用温度高，机械强度差，使用时床层压降大等缺点，为了克服这些缺点，国内外的科研人员都在对氧化锌脱硫剂加以改进，如：279116，207645，231046。日本专利昭和46-39081。中国专利CN1094331A，CN1040616A。这几项专利尽管较前者有一定的改进和提高，但并没从根本上解决上述存在的问题。

本发明的目的是提供一种增加活性中心点的常低温氧化锌脱硫剂。

本发明的目的是这样实现的，它包括下述的三种氧化物重量组成：

ZnO    85-95％    Na2O 0.1-10％

Al2O30.1-10％

其生产方法为：称取一定量的碱式碳酸锌，取其中的一部分在350-450℃下焙烧2-3小时，制成活性氧化锌A；再取另一部分B，与活性氧化锌混合均匀，称取适量的羧甲基纤维素钠C，搅拌使之完全溶解于纯水中为D，再取一定量的稀偏铝酸钠溶液E，其苛性化系数为1.45-1.55；将上述的A.B.D.E用双螺杆挤条机混辗三次，用D4×4mm三叶草孔板挤条成型，100-120℃烘干2小时，350-450℃焙烧2-3小时，即得到上述三种氧化物配比范围内的脱硫剂成品。上述脱硫剂的剂型也可以为四叶草或蝶形。

反应机理：氧化锌脱硫反应是一种酸碱中和反应，硫化氢分子具有空轨道，与之反应时，氧化锌给出电子，显碱性，对这一气固相的化学吸收反应来说，首先硫化氢气体分子吸附在脱硫剂活性中心上，然后才能发生反应。活性中心越多，脱硫剂的利用率就越大。通常对单一组分氧化锌脱硫剂来说，温度越低，则活性中心越少，硫容越低，如果在氧化锌中加入一些传递电子能力强的物质，如碱金属，碱土金属，就可以降低反应的活化能，增加活性中心点，提高低温硫容。

本发明采用的碱性活性助剂是碱金属或碱土金属的氢氧化物或偏铝酸盐，最好是NaAlO2，其加入形式是NaAlO2溶液，苛性化系数1.45-1.55，焙烧后的成品其低温活性显著提高，由于氧化铝的介入明显改善了机械强度。因此，该助剂是一种复合助剂，以溶液形式加入氧化锌脱硫剂，保证了碱性物质及氧化铝的均匀分散。

本发明与目前普遍使用的脱硫剂进行综合对比评价表明，本发明的脱硫剂堆比重小，可降低一次装填成本，强度提高了一倍左右，磨耗则降低了一倍，大大减少了破碎、粉化现象，使床层压降降低了60-80％。通过色谱评价，在25-350℃范围内，选择不同的反应温度，对两种脱硫剂的物化指标与规格进行硫容测试(见表一)，在25-220℃反应温度内，本发明的硫容是目前工业上脱硫剂硫容的3-4倍，在350℃二者硫容均大幅度提高。但本发明的硫容高于目前工业上使用的脱硫剂，这说明本发明无论是在常低温下使用，还是在高温下使用，都具有很高的脱硫活性。

下面将通过实施例对本发明作进一步说明：例1

称取碱式碳酸锌160克，在380-420℃下焙烧3小时，制成活性氧化锌A；再称取未焙烧的碱式碳酸锌13克为B，与活性氧化锌混合均匀。称取1克羧甲基纤维素钠C，搅拌使之完全溶解于36克纯水中为D，再称取稀偏铝酸钠溶液9克为E，其苛性化系数为1.45-1.55。将上述的A.B.D.E用双螺杆挤条机混辗三次，用D4×4mm三叶草孔板挤条成型，100-120℃烘干2小时，400℃焙烧3小时，即得到脱硫剂成品。该成品含下述的三种氧化物重量组成是：ZnO 92.57％、Na2O 2.81％、Al2O3 4.62％。例2

按照例1的工艺方法，改变A、B、C、D、E的量分别为：180克、7克、1克、10克、43克，制成该脱硫剂成品。该成品含下述的三种氧化物重量组成是：ZnO 92.24％、Na2O 2.88％、Al2O3 4.88％。

上述例1、例2的成品及工业样在以25-30克硫/立方米的H2S为原料气，以N2-N2混合气为载气，空速为3000小时^-1，脱硫剂装量为0.3毫升，粒度40-60目，其迎头-微反色谱评价硫容结果见表二。