硫化氢脱除剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种硫化氢脱除剂及其制备方法和应用。该硫化氢脱除剂包括载体和活性组分，其中所述载体为锰氧化物分子筛，所述活性组分为铁氧化物。本发明专利技术提供的硫化氢脱除剂可直接用于较低温度下脱除混合气体中的硫化氢，利用活性相的特殊晶体结构通过吸附结合催化转化的方式实现硫化氢的净化，其成本低廉且脱硫精度高、硫容高、单程转化率高，有利于工业化推广。推广。推广。

【技术实现步骤摘要】
硫化氢脱除剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及工业气体处理领域，特别涉及一种硫化氢脱除剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]硫化氢(H2S)是一种腐蚀性的具有恶臭气味的有毒气体，存在于空气、水、天然气、原油、工业生产以及城市和农业污水中。硫化氢对人体健康有很大的危害，还会造成环境污染，许多工业生产过程中会产生硫化氢，例如:以焦炭或无烟煤为原料制取水煤气或半水煤气时，以重油为原料部分氧化法制得煤气和天然气生产过程中会有硫化氢产生，催化加氢脱硫尾气及燃煤电厂所排放的烟道气中也含有大量的硫化氢。其他的一些氮肥厂、农药厂、制革厂等生产过程中也会产生大量的硫化氢气体。工业生产过程中存在的H2S被认为是有害杂质，因为它不仅会危害人体健康和污染环境，还会引起化工生产设备和管道的腐蚀、下游催化剂的中毒失活以及产品质量的恶化等问题。很多工业过程对原料气中硫化氢含量有着严格要求，如IGCC燃气中硫化氢含量应低于20ppm，合成氨过程硫化氢含量应低于1ppm，甲醇合成气及F-T合成油原料气中硫化氢含量应低于0.1ppm，食品级二氧化碳中硫化氢含量也要求必须低于0.1ppm。因此，脱除工业生产过程中产生的硫化氢具有重要意义，这既可以改善大气环境，提高人民生活质量；还可以避免硫化氢对设备、管道的腐蚀及催化剂的毒化，从而提高生产效率及产品的质量。
[0003]脱除硫化氢的方法种类繁多，其中金属氧化剂因原料易得，脱硫效率高，污染少而一直备受关注。常见的金属氧化物脱硫化氢剂有氧化锌、铁氧化物、铁氧化物、氧化钙、氧化锰等，因其制备方法和来源不同，会得到性质差异迥异的脱硫剂，从而用于不同的脱硫目标和应用环境。而常规氧化物脱硫剂存在硫容量低、高浓度硫化氢时床层穿透速度快、脱硫反应温度高等缺点，如氧化锌脱硫剂在高温下易被还原为Zn并蒸发，造成活性相流失；氧化锰脱硫剂常用中高温脱除，低温下硫容量偏低。铁氧化物脱硫剂在高温且含氢气的还原性气氛中容易被还原为单质铁，大大减低了硫容量。因此，开发一种在低温下可高硫容量地、成本低廉地从气相中脱除硫化氢的催化剂具有非常现实的意义。
[0004]需注意的是，前述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本专利技术的背景理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可在较低温度下可高硫容量地脱除硫化氢的催化剂。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种硫化氢脱除剂，包括：
[0008]载体和活性组分，其中所述载体为锰氧化物分子筛，所述活性组分为铁氧化物。
[0009]在一些实施例中，以所述硫化氢脱除剂的干基重量为基准，所述载体的含量为80
～99.5重量％，以金属氧化物计，所述铁氧化物的含量为0.5～20重量％。
[0010]在一些实施例中，所述锰氧化物分子筛选自水钠锰矿、布赛尔矿、水羟锰矿、锰钡矿、锰钾矿、钙锰矿中的一种或多种。
[0011]在一些实施例中，所述铁氧化物选自氧化亚铁(FeO)、氧化铁(Fe2O3)、四氧化三铁(Fe3O4)中的一种或多种。
[0012]另一方面，本专利技术提供上述硫化氢脱除剂的制备方法，包括：
[0013]将还原态锰化合物与铁金属盐溶于水，得到混合溶液；
[0014]将氧化态锰化合物与所述混合溶液混合，进行水热反应，收集沉淀物；以及
[0015]对所述沉淀物进行干燥和焙烧，得到所述硫化氢脱除剂。
[0016]在一些实施例中，所述氧化态锰化合物选自高锰酸钾、锰酸钾、高锰酸钠中的一种或几种，所述还原态锰化合物选自硫酸锰、硝酸锰、醋酸锰、氯化锰中的一种或多种。
[0017]在一些实施例中，所述氧化态锰化合物、所述还原态锰化合物和所述铁金属盐的摩尔比为(0.2～3)：1：(0.01-1)。
[0018]在一些实施例中，所述干燥的温度为80～350℃，时间为1～24h，所述焙烧的温度为200～900℃，时间为0.5～12h。
[0019]在一些实施例中，所述铁金属盐选自硝酸铁、硫化铁、氯化铁、柠檬酸铁、醋酸铁中的一种或多种。
[0020]在一些实施例中，在所述水热反应之前，还包括向所述混合溶液中加入酸，调节所述混合溶液的pH值至0.2～3。
[0021]又一方面，本专利技术还提供上述硫化氢脱除剂的制备方法，包括：
[0022]使含有氧化态锰化合物和还原态锰化合物的水溶液进行水热反应，收集固体产物并进行第一干燥和第一焙烧，得到锰氧化物分子筛；
[0023]将铁金属盐负载至所述锰氧化物分子筛上，经第二干燥和第二焙烧后得到所述硫化氢脱除剂。
[0024]在一些实施例中，所述氧化态锰化合物选自高锰酸钾、锰酸钾、高锰酸钠中的一种或几种，所述还原态锰化合物选自硫酸锰、硝酸锰、醋酸锰、氯化锰中的一种或多种。
[0025]在一些实施例中，所述氧化态锰化合物、所述还原态锰化合物和所述铁金属盐的摩尔比为(0.2～3)：1：(0.01-1)。
[0026]在一些实施例中，所述第一干燥的温度为80～350℃，时间为1～24h，所述第一焙烧的温度为200～900℃，时间为0.5～12h。
[0027]在一些实施例中，所述第二干燥的温度为80～350℃，时间为1～24h，所述第二焙烧的温度为200～900℃，时间为0.5～12h。
[0028]在一些实施例中，所述铁金属盐选自硝酸铁、硫化铁、氯化铁、柠檬酸铁、醋酸铁中的一种或多种。
[0029]在一些实施例中，在所述水热反应之前，还包括向所述水溶液中加入酸，调节所述水溶液的pH值至0.2～3。
[0030]再一方面，本专利技术还提供上述硫化氢脱除剂在脱硫化氢反应中的应用。
[0031]本专利技术提供的硫化氢脱除剂可直接用于较低温度下脱除混合气体中的硫化氢，利用活性相的特殊晶体结构通过吸附结合催化转化的方式实现硫化氢的净化，其成本低廉且
脱硫精度高、硫容高、单程转化率高，有利于工业化推广。
附图说明
[0032]图1为本专利技术实施例1、3、4制备的硫化氢脱除剂的XRD图。
[0033]图2为本专利技术测试例中脱硫化氢方法的反应流程图。
具体实施方式
[0034]下面根据具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步说明。本专利技术的保护范围不限于以下实施例，列举这些实例仅出于示例性目的而不以任何方式限制本专利技术。
[0035]本说明书提到的所有出版物、专利申请、专利和其它参考文献全都引于此供参考。除非另有定义，本说明书所用的所有技术和科学术语都具有本领域技术人员常规理解的含义。在有冲突的情况下，以本说明书的定义为准。
[0036]当本说明书以词头“本领域技术人员公知”、“现有技术”或其同义词来导出材料、物质、方法、步骤、装置或部件等时，该词头导出的对象涵盖本申请提出时本领域常规使用的那些，但也包括目前还不常用，却将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硫化氢脱除剂，其特征在于，包括：载体和活性组分，其中所述载体为锰氧化物分子筛，所述活性组分为铁氧化物。2.根据权利要求1所述的硫化氢脱除剂，其特征在于，以所述硫化氢脱除剂的干基重量为基准，所述载体的含量为80～99.5重量％，以金属氧化物计，所述铁氧化物的含量为0.5～20重量％。3.根据权利要求1所述的硫化氢脱除剂，其特征在于，所述锰氧化物分子筛选自水钠锰矿、布赛尔矿、水羟锰矿、锰钡矿、锰钾矿、钙锰矿中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的硫化氢脱除剂，其特征在于，所述铁氧化物选自氧化亚铁(FeO)、氧化铁(Fe2O3)、四氧化三铁(Fe3O4)中的一种或多种。5.根据权利要求1至4中任一项的硫化氢脱除剂的制备方法，其特征在于，包括：将还原态锰化合物与铁金属盐溶于水，得到混合溶液；将氧化态锰化合物与所述混合溶液混合，进行水热反应，收集沉淀物；以及对所述沉淀物进行干燥和焙烧，得到所述硫化氢脱除剂。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述氧化态锰化合物选自高锰酸钾、锰酸钾、高锰酸钠中的一种或几种，所述还原态锰化合物选自硫酸锰、硝酸锰、醋酸锰、氯化锰中的一种或多种。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述氧化态锰化合物、所述还原态锰化合物和所述铁金属盐的摩尔比为(0.2～3)：1：(0.01-1)。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述干燥的温度为80～350℃，时间为1～24h，所述焙烧的温度为200～900℃，时间为0.5～12h。9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述铁金属盐选自硝酸铁、硫化铁、氯化铁、柠檬酸铁、醋酸铁中的一种或多种。10...

【专利技术属性】
技术研发人员：晋超，翟维明，刘锋，褚阳，吴玉，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：