一种改性浸渍硫分子筛脱汞剂及其制备方法和专用装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及工业生产特别是油气生产过程中Hg的处理领域，具体为一种改性浸渍硫分子筛脱汞剂及其制备方法和专用装置。在现有载硫分子筛制备工艺的基础上，改变制炭和浸渍硫的条件，制备吸附性能更佳优良的载硫分子筛。炭分子筛与其它工业用粒状吸附剂的一般物理性质对比，与铝硅酸盐晶体的沸石系分子筛不同，炭分子筛和活性炭一样由微晶碳构成，因此它的物理性质大致与活性炭类似。它具有耐酸、耐碱、对化学作用的稳定性，但耐燃烧性不好。本发明专利技术对过重载体的性质进行研究比较，发现核桃壳炭脱汞效率高，可同时脱除SO

【技术实现步骤摘要】
一种改性浸渍硫分子筛脱汞剂及其制备方法和专用装置
本专利技术涉及工业生产特别是油气生产过程中Hg的处理领域，具体为一种改性浸渍硫分子筛脱汞剂及其制备方法和专用装置。
技术介绍
据调查，汞主要来源于气源岩、火山岩浆、地球深部和共生汞矿等，是天然气中普遍存在的一种有害物质，各类气田天然气中大多都含有痕量金属元素汞及其化合物。天然气从地面开采出来后，经过集输管道输送至处理厂进行处理加工，这一过程中复杂的温度、压力条件，使得各个处理装置及其分离物中汞含量不尽相同，这些分离物中的汞进入环境中，将对大气和环境产生汞污染。随着我国天然气工业的快速发展，国家对天然气工业的质量、安全、健康、环境(QSHE)要求越来越高。因此，开展汞在天然气处理装置中的分布规律研究十分必要。本项目对含汞天然气、凝析油、乙二醇、污水进行汞检测，模拟克拉2气田天然气处理厂的汞分布规律，分析主要脱汞剂性能，研究含汞气田天然气脱汞工艺方案及含汞设备的清汞技术方案及安全防护措施，这无疑对我国含汞气田的开发具有重要的现实意义，对保护含汞气田环境安全，防止汞污染具有重要的应用价值。在国内及国外发达国家中，天然气质量标准都没有对商品天然气中汞的含量做出明确规定，但是国外天然气生产单位与天然气用户之间以天然气供应合同协议的形式对天然气中汞含量做出规定。如：荷兰商品天然气中汞的含量低于20000ng/m3，德国商品气中汞的含量低于28000ng/m3。相关机构研究表明，天然气中汞的含量低于30000ng/m3时，不会对设备、人身安全、环境造成危害。因此，从环保、安全等因素考虑，本着“健康至上、以人为本，保护环境、持续发展”的方针，我国石油行业推荐商品管输天然气中汞含量小于28000ng/m3。化学吸附法，即吸附剂吸附法是众多脱汞方法中的一种，在国外运用广泛，经过工业和商业应用证明完全能达到工业生产要求。吸附剂吸附法所采用的吸附剂一般分为两个部分：承载体和反应物质。承载体作为反应物质的承载介质，使反应物质能够均匀的分布于其中，由于其空隙性，增加了反应物质与天然气中汞的接触几率，但其吸附汞的作用有限。数据表明，承载体使反应物质的金属表面积增加了1％也相应地改善了反应物质的活性。活性炭浸入硫后，使反应物质的表面积增加0.01m2/g，大大改善了反应物质对汞蒸气的吸附能力，且载硫分子筛特别是在汞蒸气浓度很低的时候也可以使用，并且受水和温度的影响小。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种改性浸渍硫分子筛脱汞剂及其制备方法和专用装置，在现有载硫分子筛制备工艺的基础上，改变制炭和浸渍硫的条件，制备吸附性能更佳优良的载硫分子筛。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种改性浸渍硫分子筛脱汞剂，利用核桃壳碳化后作为分子筛。所述的改性浸渍硫分子筛脱汞剂的制备方法，将核桃壳碳化作为分子筛，并进行浸渍硫处理，其制备过程为：(1)以12～14kg/h的速度将核桃壳通过传动皮带加入到900～1000℃熔炉中炭化，核桃壳停留时间为20～40分钟；(2)反方向持续加氮气净化，氮气流量0.7～0.8Nm3/min，气体保持氧气含量少于500ppm，防止完全燃烧；(3)炭化的核桃壳通常被压碎滤筛到要求的网眼大小；(4)炭化的核桃壳被二氧化碳和氧化剂蒸气激活；(5)浸渍硫处理，按质量比为1：0.05～1：0.6称取分子筛和硫磺，100～200℃温度下加热40～50min，按40～60ml/min通入N2。所述的改性浸渍硫分子筛脱汞剂的制备方法，改性后的浸渍硫分子筛的筛孔被硫完全浸渍。所述的改性浸渍硫分子筛脱汞剂的制备方法，分子筛的网眼大小从3mm×6mm到50mm×100mm。所述的改性浸渍硫分子筛脱汞剂的制备方法，炭化的核桃壳被二氧化碳和氧化剂蒸气激活，具体过程是：含有少量一氧化碳的二氧化碳匀速通过分子筛，气体流量为0.4～0.5Nm3/min，一氧化碳的体积占1～10％。所述的改性浸渍硫分子筛脱汞剂的制备装置，该装置包括：氮气瓶、氮气、支架、压力表、流量计、进料口、制炭容器、出料口、加热盘管、温度计、泄压口，具体结构如下：氮气瓶内装有氮气，氮气瓶通过管路与制炭容器连通，在所述管路上设置流量计，氮气瓶设置于支架上，氮气瓶上设有压力表；制炭容器的顶部设置进料口，制炭容器的底部设置出料口，制炭容器的侧面设置泄压口，制炭容器内设置加热盘管和温度计。本专利技术的优点及有益效果是：1、本专利技术在现有载硫分子筛制备工艺的基础上，改变制炭和浸渍硫的条件，制备吸附性能更佳优良的载硫分子筛。炭分子筛与其它工业用粒状吸附剂的一般物理性质对比，与铝硅酸盐晶体的沸石系分子筛不同，炭分子筛和活性炭一样由微晶碳构成，因此它的物理性质大致与活性炭类似。它具有耐酸、耐碱、对化学作用的稳定性，但耐燃烧性不好。本专利技术对过重载体的性质进行研究比较，发现核桃壳炭脱汞效率高，可同时脱除SO2和NOx，有很好的应用前景，较其他分子筛性能优良。2、本专利技术利用核桃壳为原料制作的分子筛，外形为不定型颗粒，具有机械强度高，孔隙结构发达，比表面积大，吸附速度快，吸附容量高，易于再生，经久耐用。3、本专利技术浸渍后分子筛的硫含量增多，比表面积减小，比表面积随温度的升高而增大，改性后分子筛中的炭硫键结合力更强。附图说明图1为本专利技术的改性浸渍硫分子筛脱汞剂制备装置结构示意图。图中：1-氮气瓶，2-氮气，3-支架，4-压力表，5-流量计，6-进料口，7-制炭容器，8-出料口，9-加热盘管，10-温度计，11-泄压口。具体实施方式如图1所示，本专利技术改性浸渍硫分子筛脱汞剂制备装置，主要包括：氮气瓶1、氮气2、支架3、压力表4、流量计5、进料口6、制炭容器7、出料口8、加热盘管9、温度计10、泄压口11等，具体结构如下：氮气瓶1内装有氮气2，氮气瓶1通过管路与制炭容器7连通，在所述管路上设置流量计5，氮气瓶1设置于支架3上，氮气瓶1上设有压力表4；制炭容器7的顶部设置进料口6，制炭容器7的底部设置出料口8，制炭容器7的侧面设置泄压口11，制炭容器7内设置加热盘管9和温度计10。下面，通过实施例对本专利技术进一步详细阐述。实施例本实施例利用核桃壳碳化后作为分子筛，分子筛具有孔隙结构发达，吸附速度快，吸附容量高，易于再生等性质。将核桃壳碳化作为分子筛，并进行浸渍硫(工业级)处理，通过改变不同的制备工艺，发现以下条件下制备的载硫分子筛载硫量高，脱汞效果好，不仅可以在低温环境下适用，而且受水的影响比较小，具体制备过程如下：(1)以13.61kg/h的速度将核桃壳通过传动皮带加入到982℃熔炉中炭化，核桃壳停留时间为30分钟。(2)反方向(逆流)持续加氮净化，维持在25Nft3/min(SCFM)(0.70792Nm3/min)，气体保持氧气含量少于500ppm，防止完全燃烧。(3)炭化的核桃壳通常被压碎滤筛到要求的网眼大小。实例表明，在脱除固体颗粒时，过滤介质越小，从石油和凝析油中分离出来的颗粒越多，过滤后的液体中含汞量越低。美国规定，分子筛的网眼大小从3mm×6mm到50mm×100mm。(4)这些炭化的核桃壳被二氧化碳和氧化剂蒸气激活，具体过程是：含有少量一氧化碳的二氧化碳匀速通过分子筛，气体流量为0.4～0.5Nm3/min，一氧化碳的体积占3％。(5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性浸渍硫分子筛脱汞剂，其特征在于：利用核桃壳碳化后作为分子筛。

【技术特征摘要】
1.一种改性浸渍硫分子筛脱汞剂，其特征在于：利用核桃壳碳化后作为分子筛。2.一种权利要求1所述的改性浸渍硫分子筛脱汞剂的制备方法，其特征在于：将核桃壳碳化作为分子筛，并进行浸渍硫处理，其制备过程为：(1)以12～14kg/h的速度将核桃壳通过传动皮带加入到900～1000℃熔炉中炭化，核桃壳停留时间为20～40分钟；(2)反方向持续加氮气净化，氮气流量0.7～0.8Nm3/min，气体保持氧气含量少于500ppm，防止完全燃烧；(3)炭化的核桃壳通常被压碎滤筛到要求的网眼大小；(4)炭化的核桃壳被二氧化碳和氧化剂蒸气激活；(5)浸渍硫处理，按质量比为1：0.05～1：0.6称取分子筛和硫磺，100～200℃温度下加热40～50min，按40～60ml/min通入N2。3.按照权利要求2所述的改性浸渍硫分子筛脱汞剂的制备方法，其特征在于：改性后的浸渍硫分子筛的筛孔被...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨春玉，陈博，杜金楠，臧晗宇，刘勇，
申请(专利权)人：沈阳中科环境工程科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21