用于克劳斯尾气处理的络合铁脱硫剂制造技术

本发明专利技术属于气体净化技术领域，具体涉及一种用于克劳斯尾气处理的络合铁脱硫剂。包含下列组分：可溶性铁盐、可溶性铈盐、螯合剂、无机碱、有机添加剂和水；其中铁离子重量百分比为0.5‑5％wt，并且Fe

Complex iron desulfurizer for Claus tail gas treatment

【技术实现步骤摘要】
用于克劳斯尾气处理的络合铁脱硫剂
本专利技术属于气体净化
，具体涉及一种用于克劳斯尾气处理的络合铁脱硫剂。
技术介绍
我国2015年4月16日签发的《石油炼制工业污染物排放标准(GB31570-2015)》规定：硫磺装置烟气SO2排放浓度限值一般地区要求达到400mg/Nm3以下，重点地区要求达到100mg/Nm3以下；且硫磺尾气SO2排放量也是环保部污染物总量核查核算中的重要指标之一，新建硫磺装置2015年7月1日起执行，老硫磺装置于2017年7月1日起执行。国内现有硫磺装置300余套，硫磺装置为实现达标排放，需要开发新型硫回收工艺来降低装置二氧化硫的排放。随着国家对环境保护的日益重视，环保督查成为常态化，开发低排放新技术，是硫磺回收装置目前迫切需要解决的难题，也是企业生存的根本保证。我国常规硫磺回收工艺大都采用Claus+还原吸收工艺，该工艺存在流程复杂，能耗损失较大的问题。克劳斯燃烧法处理酸性气之后的尾气SO2排放浓度高达数千ppm，工业上仍需经过尾气加氢-吸收-解吸提浓-燃烧的尾气再处理才能达到尾气的排放标准，显然，克劳斯还原吸收尾气处理工艺存在：工艺流程长、能耗损失大、醇胺分解、腐蚀严重、尾气超标及二次污染严重等问题。此外，醇胺吸收法在处理高CO2含量克劳斯尾气时，还存在CO2共吸收严重，影响硫化氢吸收效果的缺点。经还原吸收系统吸收后，净化尾气中硫化氢和羰基硫含量仍然高达数百ppm，不能满足现有排放标准。由此可见，传统的Claus+还原吸收工艺受热力学和化学平衡限制，仅靠Claus工艺优化，即使总硫回收率达到99.5％也很难以实现烟气二氧化硫排放浓度小于100毫克每立方米的环保要求。近年来，以络合铁为活性成分的LO-CAT水相湿法脱硫技术在工业生产中有所应用。LO-CAT工艺是由美国ARI技术公司开发的一种环境保护型硫回收新工艺,装置在常温下操作，能够处理几mg/m3到100％等不同含量的H2S气体，适用于产量在0.2～20t/d的小规模硫磺回收装置，硫回收率高，可达99.9％以上，处理后的净化气体中H2S质量浓度可达10mg/m3以下。LO-CAT工艺是一种低能耗硫回收工艺,其气体净化度高、产品硫磺质量好、消耗低、应用范围广、操作弹性大、易于控制和操作，并且处理效果不受气体中CO2含量影响。以该技术替代现有硫磺回收装置中的尾气吸收系统，不仅可以实现硫磺回收装置尾气达标排放，还可以降低装置能耗。但该工艺核心技术脱硫催化剂一直依赖进口，进货周期长，同时部分分析检测项目需要在国外进行或者由国外提供标准试剂，导致运行成本高和分析测试不方便。因此，实现络合铁催化剂国产化有助于该技术大力推广，可满足硫磺回收装置达标排放。此外，该工艺应用于克劳斯尾气处理时，因克劳斯尾气中含有部分羰基硫，现有脱硫剂不能实现羰基硫的脱除。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种用于克劳斯尾气处理的络合铁脱硫剂，对于采用LO-CAT工艺进行克劳斯尾气处理的硫磺回收装置，该脱硫剂可以同时处理克劳斯尾气中硫化氢和羰基硫，使用该脱硫剂可以实现净化尾气中硫化氢小于10mg/m3,羰基硫小于20mg/m3，从而降低硫磺回收装置硫排放，提高装置总硫回收率。本专利技术所述的用于克劳斯尾气处理的络合铁脱硫剂，包含下列组分：可溶性铁盐、可溶性铈盐、螯合剂、无机碱、有机添加剂和水；其中铁离子重量百分比为0.5-5％wt，铈离子重量百分比为0.1-0.5％wt；无机碱中的阳离子与铁离子的摩尔比为0.5-1.0；螯合剂与铁离子和铈离子之和的摩尔比为1.0-3.5；有机添加剂重量百分比为0.2-2wt％。可溶性铁盐提供Fe3+和Fe2+，Fe3+和Fe2+的摩尔比为0.5-5.0。可溶性铁盐中提供Fe3+的为Fe2(SO4)3，FeNH4(SO4)2·12H2O、柠檬酸铁、柠檬酸铁铵中的一种或多种。可溶性铁盐中提供Fe2+的为FeSO4、Fe(NH4)2(SO4)2·6H2O、2(C2H3O2)·Fe中的一种或多种。Fe3+与Fe2+的摩尔比为0.5-5.0。可溶性铈盐是硝酸铈、硫酸铈、醋酸铈中的一种或多种。螯合剂可以是EDTA、HEDTA、山梨糖醇、柠檬酸、磺基水杨酸、葡萄糖酸、酒石酸、三乙醇胺中的一种或多种。有机添加剂为醌类物质，所述醌类物质为对苯醌、邻苯醌、萘醌、菲醌中的一种或多种。本专利技术中有机添加剂为醌类物质，作为一种氧气捕捉剂，可以促进氧气的吸收，有利于脱硫剂的再生反应，从而加强硫化氢的脱除效果。无机碱为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、氢氧化钾、碳酸钾、氢氧化钠、氨水中的一种或多种。本专利技术所述的用于克劳斯尾气处理的络合铁脱硫剂，脱硫机理如下：以络合铁作为催化剂，将克劳斯尾气中的硫化氢转化为单质硫，从而脱除的硫化氢；以铈作为活性组分，将克劳斯尾气中的羰基硫水解成为硫化氢，硫化氢再进一步在络合铁催化剂的作用下转化为单质硫。本专利技术所述的用于克劳斯尾气处理的络合铁脱硫剂，适用于LO-CAT络合铁脱硫装置，所述络合铁脱硫装置至少包括络合铁吸收设备、络合铁氧化再生器和硫磺颗粒分离设备。采用本专利技术所述脱硫剂处理克劳斯尾气时，脱硫后净化尾气中硫化氢含量小于10mg/m3,羰基硫含量小于20mg/m3，有效降低了硫磺回收装置尾气硫排放。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术所述的用于克劳斯尾气处理的络合铁脱硫剂，主要适用于石油炼制、天然气净化及煤化工等行业硫磺装置克劳斯尾气的净化处理，尤其适用于采用LO-CAT工艺进行克劳斯尾气处理的硫磺回收装置，具有成本低，脱硫剂活性高，脱硫效果好等优点。(2)本专利技术所述的脱硫剂可以同时脱除克劳斯尾气中的硫化氢和羰基硫，在脱硫剂中活性组分铁和铈的作用下，可以同时脱除尾气中硫化氢和羰基硫，脱硫后净化尾气中硫化氢含量小于10mg/m3，羰基硫含量小于20mg/m3，从而降低硫磺回收装置硫排放，提高装置总硫回收率，降低装置能耗，满足国家环保标准要求。(3)在环保标准日益提升的当下，本专利技术脱硫剂的成功开发可以有效降低硫磺回收装置硫排放，具有显著的经济效益和社会效益。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明。实施例1一种用于克劳斯尾气处理的络合铁脱硫剂，包含下列组分：可溶性铁盐、可溶性铈盐、螯合剂、无机碱、有机添加剂和水。以柠檬酸铁、Fe(NH4)2(SO4)2·6H2O作为可溶性铁盐，以硫酸铈作为可溶性铈盐，EDTA作为螯合剂，对苯醌作为有机添加剂，碳酸钠作为无机碱，配制脱硫溶剂，其各组分含量如下：铁离子：4.5％wt，其中Fe3+与Fe2+的摩尔比为3；Ce3+：0.25％wt；钠离子与铁离子摩尔比为0.8；EDTA与铁离子和铈离子之和的摩尔比为2.0；对苯醌含量为1.0wt％，其余为水。采用该脱硫剂在络合铁脱硫装置上处理克劳斯尾气。实施例2一种用于克劳斯尾气处理的络合铁脱硫剂，包含下列组分：可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于克劳斯尾气处理的络合铁脱硫剂，其特征在于：包含下列组分：可溶性铁盐、可溶性铈盐、螯合剂、无机碱、有机添加剂和水；其中铁离子重量百分比为0.5-5％wt，铈离子重量百分比为0.1-0.5％wt；无机碱中的阳离子与铁离子的摩尔比为0.5-1.0；螯合剂与铁离子和铈离子之和的摩尔比为1.0-3.5；有机添加剂重量百分比为0.2-2wt％。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于克劳斯尾气处理的络合铁脱硫剂，其特征在于：包含下列组分：可溶性铁盐、可溶性铈盐、螯合剂、无机碱、有机添加剂和水；其中铁离子重量百分比为0.5-5％wt，铈离子重量百分比为0.1-0.5％wt；无机碱中的阳离子与铁离子的摩尔比为0.5-1.0；螯合剂与铁离子和铈离子之和的摩尔比为1.0-3.5；有机添加剂重量百分比为0.2-2wt％。


2.根据权利要求1所述的用于克劳斯尾气处理的络合铁脱硫剂，其特征在于：可溶性铁盐提供Fe3+和Fe2+，Fe3+和Fe2+的摩尔比为0.5-5.0。


3.根据权利要求2所述的用于克劳斯尾气处理的络合铁脱硫剂，其特征在于：可溶性铁盐中提供Fe3+的为Fe2(SO4)3，FeNH4(SO4)2·12H2O、柠檬酸铁、柠檬酸铁铵中的一种或多种。


4.根据权利要求2所述的用于克劳斯尾气处理的络合铁脱硫剂，其特征在于：可溶性铁盐中提供Fe2+的为FeSO4...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐翠翠，刘爱华，刘剑利，陶卫东，常文之，刘增让，吕才山，张艳松，郝国杨，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司，
类型：发明
国别省市：山东;37