一种精脱硫吸附剂及其制备方法和应用与流程

本发明属于脱硫，尤其涉及一种精脱硫吸附剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、在化学工业中，特别是在涉及催化反应的过程中，原料气体的纯度对于保证催化反应的效率、产品的纯度以及催化剂的使用寿命具有至关重要的作用。原料气体中的含硫化合物作为一种常见的污染物，即使在低浓度下也会对催化剂的活性产生显著的负面影响，因此，对原料气体进行深度脱硫处理，即精脱硫，成为了这些工艺中不可或缺的一环。

2、传统的精脱硫通常采用物理吸附法来去除气体中的硫化合物。例如采用固定床，在固定床内填充精脱硫吸附剂，使得含硫化合物以物理吸附或化学吸附的形式，脱离于原料气体并保留至固定床内，通过定期更换精脱硫吸附剂，从而达到精脱硫的目的。

3、然而，在原料气体制化学品、催化加氢、天然气催化燃烧等应用中，对原料气体含硫化合物浓度要求一般低于1ppm，甚至低至10ppb级别。而传统的精脱硫吸附剂，存在吸附活性位点较少，吸附量低，对有机硫组分难于脱除等缺陷，难以使原料气体精脱硫后达到较低的出口气体总硫含量；并且，原料气体吸附穿透时，由于精脱硫吸附剂对原料气体总硫的吸附容量(硫容)较低，使得精脱硫吸附剂装填量或更换频次较高，进而导致使用成本较高，严重抑制了精脱硫技术的深化应用。

4、有鉴于此，特提出本申请。

技术实现思路

1、本申请提供一种精脱硫吸附剂及其制备方法和应用，旨在解决或至少改善上述现有技术中所存在的至少一个问题。

2、本申请的第一方面提出一种精脱硫吸附剂，包括功能载体以及负载于功能载体上的吸附材料；以重量份数计，吸附材料的制备原料包括：20～50份活性组分、2～10份无机助剂及1～10份有机酸；其中，活性组分为含有zn、cu、mn和fe中的一种或几种金属元素的第一金属盐。

3、本申请提供的精脱硫吸附剂包括功能载体以及负载于功能载体上的吸附材料，其中，吸附材料主要由20～50份活性组分、2～10份无机助剂及1～10份有机酸制成，20～50份活性组分含有zn、cu、mn和fe中的一种或几种金属元素，在2～10份无机助剂及1～10份有机酸的作用下，活性组分内zn、cu、mn和fe等金属元素形成的氧化物在功能载体上能够有效地形成的活性位点，以吸附和转化原料气体中的有机硫等含硫化合物，从而显著提高脱硫效率，使得本申请中的精脱硫吸附剂在处理含有含硫化合物的原料气体时，具有出色的脱硫性能；2～10份无机助剂有助于精脱硫吸附剂形成更多的孔隙结构，以利于提高精脱硫吸附剂的吸附活性位点；1～10份有机酸的引入，可以极大地促进活性组分形成的氧化物在功能载体上的分散性，使得精脱硫吸附剂在含硫化合物的吸附过程中具有较高的硫容量，并能够使原料气体精脱硫后达到较低的出口气体总硫含量。

4、由此，本申请提供的精脱硫吸附剂具有较高的吸附活性位点，对原料气体内含硫化合物的吸附量较高，原料气体能够达到较低的出口气体总硫含量；并且，精脱硫吸附剂具有较高的硫容，可以使得精脱硫过程中，精脱硫吸附剂装填量降低、更换频次减少，使得精脱硫吸附剂的使用成本较低，极大地促进了精脱硫技术的产业化应用。

5、一些实施方式中，吸附材料的制备原料还包括20～50份溶剂；功能载体与活性组分的质量比为(5～8)：(2～5)。

6、一些实施方式中，第一金属盐包括硝酸盐，醋酸盐，硫酸盐，氯盐或碱式碳酸盐中的至少一种；可选的，无机助剂包括含k、ca、na或mg中的至少一种元素的第二金属盐；可选的，第二金属盐包括硝酸盐、碳酸盐或氯盐中的至少一种；可选的，无机助剂还包括含la、ce或pr中至少一种稀土元素的化合物；可选的，稀土元素化合物占无机助剂总重量的质量分数为12～35％；可选的，有机酸包括甲酸，乙酸，甘氨酸，丙氨酸，精氨酸中的至少一种；可选的，溶剂包括水、乙醇或乙二醇中的至少一种；可选的，功能载体包括活性氧化铝、分子筛、纳米活性炭、高岭土或凹凸棒土中的至少一种。

7、一些实施方式中，活性组分为复配的金属盐，复配的金属盐包括zn、cu、mn和fe中两种以上金属元素；可选的，活性组分为含zn、mn和fe中至少一种金属元素的金属盐与含cu金属盐的复配制得，且含cu金属盐与含zn、mn和fe中至少一种金属元素的金属盐的质量比为1：(0.1～3)。

8、一些实施方式中，精脱硫吸附剂呈多孔结构，孔隙率为30～70％。

9、本申请的第二方面提出一种如上述的精脱硫吸附剂的制备方法，包括：按既定比例将活性组分、无机助剂、有机酸及溶剂混合溶解，得到浸渍液；将功能载体与浸渍于浸渍液内进行后处理，制得精脱硫吸附剂。

10、一些实施方式中，按既定比例将活性组分、无机助剂、有机酸及溶剂混合溶解包括：按既定比例将活性组分、无机助剂及溶剂在微波环境下混合溶解，得到微波混合后溶液；将有机酸与微波混合后溶液混合均匀，并进行保温处理，得到浸渍液。

11、一些实施方式中，将功能载体与浸渍于浸渍液内进行后处理包括：将功能载体与浸渍液混合后置入旋转蒸发设备中进行旋转浸渍处理以及蒸发处理，得到浸渍后物料；对浸渍后物料依次进行干燥、焙烧、冷却，制得精脱硫吸附剂。

12、一些实施方式中，混合溶解在搅拌条件下进行，搅拌转速为550～720r/min，搅拌时间为10～25min；可选的，混合溶解及将有机酸与微波混合后溶液混合均匀，并进行保温处理的温度均控制为75～95℃；可选的，旋转浸渍处理的时间控制为25～35min；可选的，经过蒸发处理制得的浸渍后物料含水量小于30％，可选为10～30％；可选的，干燥的温度110～130℃，干燥时间为12～18h；可选的，焙烧的温度为300～500℃，焙烧时间为3～5h；可选的，冷却的时间为1～4h。

13、本申请的第三方面还提供如上述的精脱硫吸附剂，其在气体中脱硫的应用。

技术特征：

1.一种精脱硫吸附剂，其特征在于，包括功能载体以及负载于所述功能载体上的吸附材料；

2.根据权利要求1所述的精脱硫吸附剂，其特征在于，所述吸附材料的制备原料还包括20～50份溶剂；

3.根据权利要求2所述的精脱硫吸附剂，其特征在于，所述第一金属盐包括硝酸盐，醋酸盐，硫酸盐，氯盐或碱式碳酸盐中的至少一种；

4.根据权利要求1或2所述的精脱硫吸附剂，其特征在于，所述活性组分为复配的金属盐，所述复配的金属盐包括zn、cu、mn和fe中两种以上金属元素；

5.根据权利要求4所述的精脱硫吸附剂，其特征在于，所述精脱硫吸附剂呈多孔结构，孔隙率为30～70％。

6.一种如权利要求1～5任一项所述的精脱硫吸附剂的制备方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的精脱硫吸附剂的制备方法，其特征在于，所述按既定比例将活性组分、无机助剂、有机酸及溶剂混合溶解包括：

8.根据权利要求7所述的精脱硫吸附剂的制备方法，其特征在于，所述将功能载体与浸渍于所述浸渍液内进行后处理包括：

9.根据权利要求8所述的精脱硫吸附剂的制备方法，其特征在于，所述混合溶解在搅拌条件下进行，搅拌转速为550～720r/min，搅拌时间为10～25min；

10.如权利要求1～5任一项所述的精脱硫吸附剂，其在气体中脱硫的应用。

技术总结
本申请提供一种精脱硫吸附剂及其制备方法和应用，属于脱硫技术领域。本申请提供的精脱硫吸附剂，包括功能载体以及负载于功能载体上的吸附材料；以重量份数计，吸附材料的制备原料包括：20～50份活性组分、2～10份无机助剂及1～10份有机酸；其中，活性组分为含有Zn、Cu、Mn和Fe中的一种或几种金属元素的第一金属盐。本申请提供的精脱硫吸附剂具有较高的吸附活性位点，对原料气体内含硫化合物的吸附量较高，可以使原料气体能够达到较低的出口气体总硫含量，并且，精脱硫吸附剂具有较高的硫容，还有利于降低精脱硫成本，促进精脱硫技术的产业化应用。

技术研发人员：刘子阳,郑辰,白鹏,许本静,阎子峰
受保护的技术使用者：北京光澈动力科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/7