CN106268215A - 一种脱硫剂的制作方法及制得的脱硫剂 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化工领域，涉及一种脱硫剂的制作方法，包括如下步骤，(1)将氧化铁、硫酸亚铁、萤石和氯化镁混合；(2)向步骤(1)得到的混合物中加入硼酸钠和聚丁二酸丁二醇酯，在90℃‑120℃下混合，再养护20‑25小时，烘干、焙烧；(3)将步骤(2)得到的焙烧物放入120‑200℃的聚丁二酸丁二醇酯中恒温浸渍，再烘干、冷却即可。本发明还涉及所述方法得到的脱硫剂。本发明脱硫剂的硫容和脱硫精度更高、抗破碎强度更高、比表面积更大，提高了工业使用中的脱硫效率。
Description
技术领域
本发明属于化工领域，具体涉及一种脱硫剂的制作方法，还涉及该方法所制得的脱硫剂。
背景技术
工业生产中很多情况下都会产生硫化物，例如煤或石油及其所制取的化工原料中、工业生产排放的废水、废气中都含有硫化物。硫化物主要来源于原料中含有的硫物质，硫物质在工业生产过程中反应转化成硫化物，从而释放出来。硫化物特别是硫化氢、二氧化硫等常常会导致生产工段中的催化剂中毒失活，而且含有硫化物的废水、废气直接排放，也容易污染环境，导致人畜中毒。
脱硫剂是一种用于脱除原料、废水、废气或其他物料中硫化物的药剂。由于降低硫化物含量有利于工业生产和环境保护，因此研究者对于脱硫剂的研发给予了更多的关注。目前的脱硫剂品种包括固体碱/液体碱脱硫剂、活性炭脱硫剂、分子筛负载金属脱硫剂、铁系脱硫剂、锰系脱硫剂、多金属复合氧化物脱硫剂等。经过多年研究，虽然脱硫剂种类越来越丰富，脱硫性能也有了大幅度的提高，但是现有的脱硫剂硫容和脱硫精度仍然较低，难以满足工业生产对脱硫效率和经济性能的要求。
目前尚需一种硫容和脱硫精度较高的脱硫剂，以提高脱硫效率，满足工业需要。
发明内容
本发明的发明人发现了一种脱硫剂的制作方法，所制得的脱硫剂硫容高、脱硫精度高、抗破碎强度高、比表面积大，大大提高了工业使用中的脱硫效率。
本发明第一方面涉及一种脱硫剂的制作方法，包括如下步骤，
(1)将氧化铁、硫酸亚铁、萤石和氯化镁混合；
(2)向步骤(1)得到的混合物中加入硼酸钠和聚丁二酸丁二醇酯，在90℃-120℃下混合，再养护20-25小时，烘干、焙烧；优选地，在90-110℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃或120℃下混合均匀；优选地，养护时间为20小时、22小时、23小时或25小时；
(3)将步骤(2)得到的焙烧物放入120-200℃的聚丁二酸丁二醇酯中恒温浸渍，再烘干、冷却即可；优选将焙烧物放入120-160℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃或200℃的聚丁二酸丁二醇酯中恒温浸渍。
本发明第一方面的任一实施方式中，步骤(3)中恒温浸渍的温度为步骤(3)中聚丁二酸丁二醇酯的温度。
本发明第一方面的任一实施方式中，所述氧化铁的加入量为40-53重量份(优选为40、50或53重量份)，所述硫酸亚铁的加入量为20-35重量份(优选为20、28或35重量份)，所述萤石的加入量为15-20重量份(优选为15、18或20重量份)，所述氯化镁的加入量为8-14重量份(优选为8、12或14重量份)。
本发明第一方面的任一实施方式中，所述氧化铁、萤石的粒径为600-1000μm(优选600、700、800、850、900或1000μm)。
本发明第一方面的任一实施方式中，所述硫酸亚铁、氯化镁的粒径为200-500μm(优选200、300、350、400或500μm)。
上述粒径的氧化铁、硫酸亚铁、萤石和氯化镁混合更加均匀。
本发明第一方面的任一实施方式中，所述硼酸钠的加入量为5-13重量份(优选为5、9或13重量份)，步骤(2)中的所述聚丁二酸丁二醇酯的加入量为7-15重量份(优选为7、8、10或15重量份)。
硼酸钠有助于使聚丁二酸丁二醇酯与氧化铁、硫酸亚铁、萤石和氯化镁的混合物均匀融合。
本发明第一方面的任一实施方式中，步骤(2)中所述聚丁二酸丁二醇酯的粒径为300-800μm，优选为300μm、400μm、500μm、700μm或800μm。该粒径范围的聚丁二酸丁二醇酯更易与氧化铁、硫酸亚铁、萤石和氯化镁的混合物融合均匀。
本发明第一方面的任一实施方式中，养护的温度为80-100℃；优选为80℃、90℃、95℃或100℃。
本发明第一方面的任一实施方式中，步骤(2)和/或步骤(3)中的烘干温度为120-150℃；优选地，步骤(2)和/或步骤(3)中的烘干温度为120℃、130℃、140℃或150℃。
步骤(2)和/或步骤(3)中烘干的目的是降低含水量，水分主要来自于原料。
本发明第一方面的任一实施方式中，焙烧温度为200-250℃；优选为200℃、210℃、220℃、225℃、230℃、240℃或250℃。
本发明第一方面的任一实施方式中，焙烧时间为0.5-2小时，优选为0.5、1、1.5或2小时。
焙烧过程中，在硼酸钠参与下(可能为催化作用)，聚丁二酸丁二醇酯发生化学变化。
本发明第一方面的任一实施方式中，步骤(3)中所述聚丁二酸丁二醇酯的加入量为20-45重量份；优选为30-45重量份、20重量份、30重量份、40重量份或45重量份。
本发明第一方面的任一实施方式中，浸渍时间为8-12小时；优选为8小时、10小时或12小时。浸渍使聚丁二酸丁二醇酯与氧化铁、硫酸亚铁、萤石和氯化镁颗粒进行深度融合。
本发明第一方面的任一实施方式中，步骤(2)和/或步骤(3)中的聚丁二酸丁二醇酯的数均分子量Mn为1×105～2×105；优选地，步骤(2)和/或步骤(3)中的聚丁二酸丁二醇酯的数均分子量Mn为1×105、1.5×105或2×105。
本发明第二方面涉及上述制作方法得到的脱硫剂。
本发明取得的有益效果：
1、本发明的脱硫剂制作方法得到的脱硫剂的硫容高、脱硫精度高、抗破碎强度高、比表面积大，提高了工业使用中的脱硫效率。
2、本发明以聚丁二酸丁二醇酯作为原料之一制备脱硫剂，提高了脱硫剂的性能。
3、本发明制作脱硫剂时添加硼酸钠，能够提高聚丁二酸丁二醇酯与其他原料融合的均匀性，并且硼酸钠能够催化聚丁二酸丁二醇酯在焙烧过程中发生化学变化。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面结合本发明的具体实施例对本发明作进一步详细的说明，但具体实施例本身并不造成对本发明保护范围的限制。
实施例1
将400g氧化铁、200g硫酸亚铁、150g萤石和80g氯化镁混合均匀，氯化镁和硫酸亚铁的粒径为200-400μm，萤石和氧化铁的粒径为600-800μm。向得到的混合物中加入50g硼酸钠和70g聚丁二酸丁二醇酯，在90℃-100℃下混合均匀，聚丁二酸丁二醇酯的粒径为300-500μm，再在80-90℃下养护20小时，以120℃烘干，得到混合料A，然后混合料A在200℃下焙烧2小时，得到焙烧物A。将得到的焙烧物放入120℃的200g聚丁二酸丁二醇酯中恒温浸渍8小时，再在140℃烘干、冷却，得到脱硫剂1。使用的聚丁二酸丁二醇酯的数均分子量Mn为1.5×105-2×105。
实施例2
将500g氧化铁、280g硫酸亚铁、180g萤石和120g氯化镁混合均匀，氯化镁和硫酸亚铁的粒径为300-400μm，萤石和氧化铁的粒径为700-900μm。向得到的混合物中加入90g硼酸钠和100g聚丁二酸丁二醇酯，在110℃-120℃下混合均匀，聚丁二酸丁二醇酯的粒径400-600μm，再在90-95℃下养护23小时，以140℃烘干，然后在230℃下焙烧1小时。将得到的焙烧物放入130℃的300g聚丁二酸丁二醇酯中恒温浸渍12小时，再在150℃烘干、冷却，得到脱硫剂2。使用的聚丁二酸丁二醇酯的数均分子量Mn为1×105-1.5×105。
实施例3
将530g氧化铁、350g硫酸亚铁、200g萤石和140g氯化镁混合均匀，氯化镁和硫酸亚铁的粒径为400-500μm，萤石和氧化铁的粒径为900-1000μm。向得到的混合物中加入130g硼酸钠和150g聚丁二酸丁二醇酯，在110℃-120℃下混合均匀，聚丁二酸丁二醇酯的粒径700-800μm，再在95-100℃下养护25小时，以150℃烘干，然后在250℃下焙烧0.5小时。将得到的焙烧物放入140℃的450g聚丁二酸丁二醇酯中恒温浸渍10小时，再在150℃烘干、冷却，得到脱硫剂3。使用的聚丁二酸丁二醇酯的数均分子量Mn为1×105-1.5×105。
对比例1
将400g氧化铁、200g硫酸亚铁、150g萤石和80g氯化镁加20g水混合均匀，氯化镁和硫酸亚铁的粒径为200-400μm，萤石和氧化铁的粒径为600-800μm，再在80-90℃下养护20小时，以120℃烘干，然后在200℃下焙烧2小时，冷却焙烧物，得到脱硫剂A。
对比例2
将400g氧化铁、200g硫酸亚铁、150g萤石和80g氯化镁混合均匀，氯化镁和硫酸亚铁的粒径为200-400μm，萤石和氧化铁的粒径为600-800μm。向得到的混合物中加入70g聚丁二酸丁二醇酯，在90℃-100℃下混合均匀，聚丁二酸丁二醇酯的粒径为300-500μm，再在80-90℃下养护20小时，以120℃烘干，得到混合料B。将混合料B在200℃下焙烧2小时，得到焙烧物B。使用的聚丁二酸丁二醇酯的数均分子量Mn为1.5×105-2×105。
实验例1脱硫精度、硫容和物理性能
1、脱硫精度
设置原料气为含5000ppmH2S的氮气，取实施例1-3和对比例1的脱硫剂1-3、A各3g，在常压(通常为1个大气压)、10-45℃之间分别进行多次脱硫测试，气空速为2000h-1。
最终测得：在各温度条件下，原料气经脱硫剂1-3处理后，出口总硫均低于0.01ppm；原料气经脱硫剂A处理后，出口总硫约为0.08ppm。因此，本发明的脱硫剂1-3的脱硫精度高于脱硫剂A。
2、硫容和物理性能
取实施例1-3和对比例1的脱硫剂1-3、A作样品，分别测定硫容。取样品100g，在10℃-45℃、常压(通常为1大气压)下，用含H2S为40000ppm的标准气进行评测。定性检测，可自配硝酸银溶液对出口硫进行检测；定量检测，可采用国产WK-2C综合微库仑仪(江苏电分析仪器厂)进行检测，该仪器的最低检测量为0.2ppm，结果如表1所示。
表1
| 测试项目 | 脱硫剂1 | 脱硫剂2 | 脱硫剂3 | 脱硫剂A |
| 硫容 | 79.6％ | 80.5％ | 81.0％ | 44.3％ |
可见，本发明脱硫剂1-3的硫容远远大于脱硫剂A。
经测定，本发明脱硫剂1-3的抗破碎强度大于110N/cm，比表面积为80-120m2/g；脱硫剂A的抗破碎强度为40N/cm，比表面积为50-60m2/g。本发明脱硫剂1-3的抗破碎强度和比表面积均高于脱硫剂A。
实验例2：混合料均匀性和焙烧物化学变化
1、混合料均匀性
对实施例1、对比例2的混合料A-B进行检测。
随机对混合料A-B各取10g作为样品，用显微镜观察，可以观察到：混合料B中较大的颗粒(可以认为是融合形成的颗粒)基本集中于中央，没有分散开；而混合料A样品中较大的颗粒(可以认为是融合形成的颗粒)于各处均有分布，分散较为均匀。因此，添加硼酸钠有助于使聚丁二酸丁二醇酯与其他原料均匀地融合，继而可以观察到融合成的大颗粒在各处均匀分布。
2、焙烧物化学变化
对实施例1、对比例2的混合料A-B和焙烧物A-B采用美国Nicolet公司的Nexus 670型傅立叶变换红外光谱仪在同样条件下进行检测。结果发现：混合料B和焙烧物B的红外光谱极为近似；焙烧物A与混合料A的红外光谱差别较大，除了焙烧物A谱图中的酯基吸收峰减弱外，焙烧物A的红外光谱还比混合料A的谱图多了3个吸收峰。添加硼酸钠有助于聚丁二酸丁二醇酯在焙烧过程中发生化学变化。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种脱硫剂的制作方法，包括如下步骤，
(1)将氧化铁、硫酸亚铁、萤石和氯化镁混合；
(2)向步骤(1)得到的混合物中加入硼酸钠和聚丁二酸丁二醇酯，在90℃-120℃下混合，再养护20-25小时，烘干、焙烧；
(3)将步骤(2)得到的焙烧物放入120-200℃的聚丁二酸丁二醇酯中恒温浸渍，再烘干、冷却即可。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其中，所述氧化铁的加入量为40-53重量份，所述硫酸亚铁的加入量为20-35重量份，所述萤石的加入量为15-20重量份，所述氯化镁的加入量为8-14重量份。
3.根据权利要求1所述的制作方法，其中，所述硼酸钠的加入量为5-13重量份，步骤(2)中所述聚丁二酸丁二醇酯的加入量为7-15重量份。
4.根据权利要求1所述的制作方法，其中，养护的温度为80℃-100℃。
5.根据权利要求1所述的制作方法，其中，步骤(2)和/或步骤(3)中的烘干温度为120-150℃。
6.根据权利要求1所述的制作方法，其中，焙烧温度为200-250℃。
7.根据权利要求1所述的制作方法，其中，步骤(3)中所述聚丁二酸丁二醇酯的加入量为20-45重量份。
8.根据权利要求1所述的制作方法，其中，浸渍时间为8-12小时。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的制作方法，其中，步骤(2)和/或步骤(3)中的聚丁二酸丁二醇酯的数均分子量Mn为1×105～2×105。
10.由权利要求1-9中任一项所述的制作方法得到的脱硫剂。
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| CN1287628A (zh) * | 1998-11-05 | 2001-03-14 | Ldt激光展示技术公司 | 具有一个投影机和偏转镜的投影系统 |
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