一种低温精脱硫剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种低温精脱硫剂及其制备方法，所述精脱硫剂的制备原料包括40-60%的碱式碳酸锌、15-25%的碳酸铜，还包括0-10%的造孔剂、0-10%的粘结剂、5-10%的助挤剂中的至少一种，其特点在于，还包括有废剂20-30%，以强化催化剂的强度、简化制备工艺，此外制备原料中还包括0-10%润滑剂，以提高物料之间的结合性，将上述物质混合均匀后再加入5-10%的助挤剂，经捏合成型后在100-120℃下干燥3-4小时即得到可在低温下使用的精细脱硫剂，适用于天然气、石油伴生气、炼油厂废气、煤制气等工业气体的精细脱硫。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术具体涉及一种低温高精度脱硫剂，属于脱硫剂

技术介绍
合成氨、炼油制氢和合成甲醇等工业生产中所使用的原料气大多为天然气、石油伴生气、炼油厂废气、煤制气等工业气体，由于这些气体中含有大量的硫元素，在上述工业生产中，使用的催化剂会因硫元素的存在而中毒失活，影响了催化剂的催化性能，导致工业生产效率降低，因此在进行工业生产之前需要将原料气中的硫含量脱除至很低的水平尽可能地避免其对催化剂性能的影响。就国内目前的精脱硫技术来看，一般精脱硫剂的脱硫精度能够达到脱硫后的含硫量为0. Ippm,但随着近几年新工艺和新技术的不断涌现，这一脱硫精度已不再能满足工业生产的需要，新的工艺和技术要求精脱硫剂的脱硫精度可以达到脱硫后的含硫量为 0. 05ppm,甚至低于 0. 02ppm。另一方面，国内外较为常用的精脱硫剂的使用温度大都很高，在使用过程中需要将原料气加热到很高温度脱硫后再冷却供后续使用，这样就增加了工业生产的能耗，提高了工业成本，更重要的是原料气中主要为碳氧化物，而碳氧化物在高温下易发生副反应导致碳氧化物的结构被破坏，使得原料气中的物质发生改变，不利于后续的使用，因此近年来精脱硫剂的使用更趋向于低温操作。现有技术中，中国专利CN102078749A公开了一种在常、低温下使用的精细脱硫剂，将55-70份的碱式碳酸锌、15-30份的碳酸铜、8-13份的矾土水泥和3_10份的羟基氧化铁混合在一起并搅拌均勻，将1-4份的粘结剂溶于水中形成粘稠溶液，将上述混合物与粘稠溶液混合均勻、挤条成型后，在20-40°C养生48小时以上，然后在110-130°C干燥2小时得到精细脱硫剂。上述技术中，由于碱式碳酸锌和碳酸铜物料表面不光滑，在制备精脱硫剂过程中， 因物料的不光滑表面使得混捏后成型的精脱硫剂的组分间的润滑度降低，表现为物料之间的表面结合力低，很难通过混捏实现物料表面的物理结合，进而影响精脱硫剂的成型效果， 制备得到的精脱硫剂的成型均一性差、孔道分布不均勻。此外，在制备精脱硫剂的过程中，为了提高精脱硫剂的强度，需要加入矾土水泥， 但是加入矾土水泥后为了使其和其他脱硫活性组分进行充分地养生活化需要对成型后的精脱硫剂进行养生，为了获得好的脱硫效果，至少需要对成型后的精脱硫剂进行养生至少 48小时，由于工业生产中的各个流程是环环相扣的，增加养生的步骤会增加生产的周期，而且将大批的半成品堆放于某处养生会占用空间，因此这一步骤的增加会提高生产过程的时间和空间上的成本，不利于产品的工业化推广。
技术实现思路
本专利技术所要解决的第一个技术问题是现有技术中的精脱硫剂为了提高强度，加入了矾土水泥，为了获得好的脱硫效果，矾土水泥需要和其他脱硫活性组分进行充分的养生活化，即需要对成型后的精脱硫剂进行至少48小时的养生，这样不仅会增加制备工艺的复杂程度，也会增加产品时间与空间上的成本，进而提供一种在制备过程中无需进行养生、具有很高的强度、制备工艺简单、成本低廉的低温精脱硫剂。本专利技术所要解决的第二个技术问题是现有技术中制备精脱硫剂所使用的物料表面不光滑，物料之间的表面结合力低，很难通过混捏实现物料表面的物理结合，进而影响精脱硫剂的成型效果，制备得到的精脱硫剂的成型均一性差、孔道分布不均勻；进而提供一种容易实现物料之间的表面结合、成型均一性好、孔道分布均勻的低温精脱硫剂。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种低温精脱硫剂，由如下原料制成，所述原料包括碱式碳酸锌、碳酸铜和助剂，所述助剂为粘结剂、造孔剂、助挤剂中的至少一种，其特征在于，还包括催化剂废剂。所述催化剂废剂的活性组分为氧化铜和氧化锌。所述催化剂废剂为以氧化铝为载体的合成甲醇催化剂废剂。所述催化剂废剂的粒径小于或等于lOnm。所述碱式碳酸锌的含量为40_60wt%，所述碳酸铜的含量为15_25wt%，所述粘结剂的含量为0-10wt%，所述废剂的含量为20-30wt%，所述造孔剂的含量为0-10wt%，所述助挤剂的含量为5-10wt%。还包括润滑剂。所述润滑剂的含量为0_10wt%。所述润滑剂为石墨、滑石粉、石蜡、田菁粉和硬脂酸中的一种或几种。所述粘结剂为高岭土、凹凸棒土、羊肝土、硅铝酸盐水泥和分子筛原粉中的一种或几种；所述造孔剂为纤维素粉、田菁粉、活性炭粉和碳酸氢铵中的一种或几种；所述助挤剂为纤维素粉、田菁粉和柠檬酸中的一种或几种。所述低温脱硫剂的制备方法包括如下步骤(1)将造孔剂配制成浆液；(2)将碱式碳酸锌、碳酸铜、催化剂废剂和粘结剂混合，或将碱式碳酸锌、碳酸铜、催化剂废剂、润滑剂和粘结剂混合得到混合物；(3)将步骤(1)中制备得到的浆液加入步骤(2)中的混合物中， 搅拌均勻，再向其中加入助挤剂或助挤剂的水溶液搅拌均勻；(4)将步骤(3)得到的物质进行捏合、成型，得到成型物；(5)将步骤(4)得到的成型物进行干燥，得到低温精脱硫剂。所述干燥的温度为100-120°C，干燥时间为3-4小时。 在所述步骤(1)中，向所述造孔剂中加入溶剂水配制浆液，所述造孔剂与水的重量比为 2-3 :50-70。 本专利技术与现有技术方案相比具有以下有益效果(1)本专利技术所述低温精脱硫剂，选择碱式碳酸锌、碳酸铜、催化剂废剂以及助剂为原料， 由于碳酸盐具备较大孔道的孔结构，通过添加催化剂废剂，利用了催化剂废剂一般都为微米级、粒径较小的特点，通过碱式碳酸锌、碳酸铜和催化剂废剂的结合充分地实现了在碳酸盐宽广孔径分布基础上较小粒径催化剂废剂在宽广孔径内的分布，从而实现了精脱硫剂内部活性组分的充分结合，避免了因碱式碳酸锌和碳酸铜表面不光滑、表面结合力弱而造成的脱硫剂不易成型的问题；而且，由于碳酸盐具有大孔道结构，所以其结构疏松，强度低，本专利技术通过加入催化剂废剂，从而在实现较小粒径催化剂废剂在宽广孔径内分布的同时对碳酸盐本身的疏松结构起到了填充作用，填充后催化剂废剂充分地和活性组分碱式碳酸锌、 碳酸铜接触作用，所以无需像现有技术中添加矾土水泥后为了使矾土水泥和其他脱硫活性组分进行充分地养生活化提高脱硫活性而需要对成型后的精脱硫剂进行养生，保证了精脱硫剂的脱硫效率和脱硫精度，同时也避免了养生过程对生产周期的影响，和对占地的要求。此外，催化剂废剂作为原料，虽然其催化性能已经降低很多，但是其内部的活性组分诸如CuO、ZnO等仍然可以发挥其一定的活性，所以将这部分废剂加入到脱硫剂中，进一步增强了脱硫的效果，提高了脱硫剂的硫容、脱硫效率和脱硫精度。(2)本专利技术所述低温精脱硫剂的制备原料还包括润滑剂，现有技术中由于原料中含有碳酸盐且碳酸盐物料表面不光滑、比较涩，在进行制备的过程中不易搅拌均勻，成型后的脱硫剂各处的物料含量不均勻，孔道分布不均勻，这会导致所制备的低温精脱硫剂脱硫效率低，本专利技术加入润滑剂后，原料在搅拌过程中更易于混合均勻，成型后的脱硫剂物料含量均勻，孔道分布均勻，使得制备得到的低温精脱硫剂的脱硫效率得到了提高。(3)本专利技术所述低温精脱硫剂的制备原料包括0_10wt%的造孔剂，虽然碳酸盐原料堆积在一起结构疏松，但由于在制备脱硫剂时还需要加入各种其他制剂，各种物料混合在一起难以保证混合物中的孔道分布均勻，加入造孔剂可以使混合物中所形成的孔道均勻、合理，有助于提高脱硫剂的脱硫效果；进一步地，当造孔剂为活性炭粉时，活性炭本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵素云，谢红，李博，冯续，王宏宾，马海福，张宗柏，
申请(专利权)人：北京三聚环保新材料股份有限公司，沈阳三聚凯特催化剂有限公司，
类型：发明
国别省市：