一种N系脱硫液、制备方法及脱硫方法技术

本发明专利技术公开了一种N系脱硫液，由三价铁盐和金属M的盐溶解于极性有机溶剂中形成；所述金属M为锰(Mn)、锌(Zn)、镁(Mg)、铜(Cu)、镍(Ni)、锑(Sb)、铈(Ce)、锡(Sn)、镉(Cd)中的一种或两种以上的组合，所述极性有机溶剂选自磷酸三丁酯，碳酸丙烯酯、聚乙二醇二甲醚(NHD)、N

【技术实现步骤摘要】
一种N系脱硫液、制备方法及脱硫方法


[0001]本专利技术属于含硫气体脱硫处理
，具体涉及一种N系脱硫液、制备方法及脱硫方法。

技术介绍

[0002]将含硫气体中H2S脱除到规定范围以内是安全生产和环境保护的需求。H2S脱除工艺主要有干法脱硫和湿法脱硫两种，其中基于氧化反应的湿法脱硫的应用更为广泛。近年来，以铁基离子液体为基础的脱硫剂得到大量研究，显示出良好的应用潜力。为提高铁基离子液体的脱硫效果，专利文献CN109078490A公开了一种提升铁基离子液体脱硫效果的方法，其向铁基离子液体中依次加入碱性有机溶剂和水，形成脱硫液，再将H2S气体通入该脱硫液进行脱硫。专利文献CN105080316A公开了一种用于脱除H2S的脱硫剂，该脱硫剂包含铁基离子液体、溶剂和氯化锌，其中所用溶剂为非质子型有机溶剂，可促进酸性H2S气体在脱硫剂中的溶解和扩散，使铁基离子液体将H2S气体直接氧化为硫磺单质。这类脱硫剂都利用了铁基离子液体的脱硫潜力，并通过添加辅助化合物以进一步提升脱硫效果。然而，铁基离子液体的制备需要使用咪唑类有机溶剂，导致成本提高。考虑到这类脱硫剂中发挥氧化脱硫作用的仍然是Fe
3+
，本专利技术的专利技术人从增强Fe
3+
的脱硫活性角度出发，开发基于无机盐化合物的脱硫剂。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种N系脱硫液、制备方法及脱硫方法。
[0004]其技术方案如下：
[0005]一种N系脱硫液，其关键在于由三价铁盐和金属M的盐溶解于极性有机溶剂中反应生成配位化合物而形成；
[0006]所述金属M为锰(Mn)、锌(Zn)、镁(Mg)、铜(Cu)、镍(Ni)、锑(Sb)、铈(Ce)、锡(Sn)、镉(Cd)中的一种或两种以上的组合；；
[0007]所述极性有机溶剂选自磷酸三丁酯、碳酸丙烯酯、聚乙二醇二甲醚(NHD)、N
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甲酰基吗啉(NMF)、N
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甲基吡咯烷酮(NMP)和环丁砜(SF)中的一种。
[0008]作为优选，上述极性有机溶剂与三价铁盐、金属M的盐的质量比为1:0.0125～0.025:0.0125～0.1。
[0009]作为优选，上述三价铁盐为氯化铁、硫酸铁、高铁酸盐、硝酸铁、柠檬酸铁中的一种。
[0010]作为优选，上述三价铁盐为氯化铁。
[0011]作为优选，上述金属M的盐为盐酸盐，选自MnCl2、ZnCl2、MgCl2、CuCl2、NiCl2、SbCl3、CeCl3、SnCl4、CdCl2中的一种或几种。
[0012]本专利技术的目的之二在于提供一种N系脱硫液的制备方法。其技术方案为：
[0013]一种如上所述的N系脱硫液的制备方法，其关键在于按以下过程进行：先称取一定
质量的极性有机溶剂，再按照配比向该极性有机溶剂中加入三价铁盐并使之充分溶解，形成基础脱硫液；再按照配比，向该基础脱硫液中加入金属M的盐酸盐并使之充分溶解反应，即制备成所述N系脱硫液。
[0014]本专利技术的目的之三在于提供一种脱硫方法。其技术方案为：
[0015]一种脱硫方法，其关键在于，将含硫天然气通入如前所述的任意一种N系脱硫液中，脱硫后分离脱硫产物，再通入氧气或空气以使所述N系脱硫液再生。
附图说明
[0016]图1为脱硫装置的结构示意图；
[0017]图2为对照例基础脱硫液的脱硫尾气H2S浓度
‑
脱硫时间曲线；
[0018]图3为本专利技术的N系脱硫液的脱硫尾气H2S浓度
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脱硫时间曲线；
[0019]图4为本专利技术的N系脱硫液循环再生后的脱硫尾气H2S浓度
‑
脱硫时间曲线；
[0020]图5为本专利技术的N系脱硫液在脱硫前和脱硫后的FTIR图谱；
[0021]图6为本专利技术的N系脱硫液脱硫产物分离干燥后的XRD图谱。
具体实施方式
[0022]以下结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明。
[0023](一)N系脱硫液的制备
[0024]先称取一定质量的极性有机溶剂，再按照配比向该极性有机溶剂中加入三价铁盐并使之充分溶解，形成基础脱硫液；再按照配比，向该基础脱硫液中加入金属M的盐并使之充分溶解，三价铁盐与金属M的盐反应生成配位化合物，即制备成所述N系脱硫液。三价铁盐选自氯化铁、硫酸铁、高铁酸盐如高铁酸钠或高铁酸钾、硝酸铁、柠檬酸铁中的一种。金属M的盐为盐酸盐，选自MnCl2、ZnCl2、MgCl2、CuCl2、NiCl2、SbCl3、CeCl3、SnCl4、CdCl2中的一种或几种。
[0025]为与N系脱硫液进行对比，对照组分别将三价铁盐溶解于极性有机溶剂中，形成不添加金属M的盐的基础脱硫液。
[0026]表1列出了采用不同配比的极性有机溶剂和金属盐制备N系脱硫液时各组分用量。
[0027]表1不同脱硫液的组分配比
[0028][0029][0030](二)脱硫效果检测
[0031](1)试验装置
[0032]实验室搭建小型静态脱硫装置，脱硫装置由供气模块、脱硫模块和尾气吸收模块三部分组成。如图1所示，脱硫模块包括恒温水浴锅4，该恒温水浴锅4内设有脱硫鼓泡管3，该脱硫鼓泡管3内盛装有脱硫液6，该脱硫鼓泡管3下部伸入恒温水浴锅4水浴中。脱硫鼓泡管3的进气口连接供气模块，该供气模块包括盛装有H2S体积浓度为5％的含硫气体的气瓶1，气瓶1的出气阀通过供气管连接脱硫鼓泡管3的进气口，供气管上设有流量计2；脱硫鼓泡管3的出气口通过出气管连接尾气吸收模块，该尾气吸收模块包括吸收槽8，该吸收槽8内盛装饱和NaOH吸收液，出气管末端伸入饱和NaOH吸收液的液面以下，出气管上设置有H2S检测仪7。脱硫生成的硫磺沉淀5位于脱硫液6底部。
[0033](2)脱硫实验
[0034]分别称取脱硫液40ml加入到两个脱硫装置的脱硫鼓泡管3内，在313.15K温度下含硫气体流速为30ml/min，检测脱硫效果。每组实验所用脱硫液进行脱硫实验3～4次，确保实验数据的稳定性，其中脱硫液脱硫后使用氧气再生40min以上，确保脱硫后溶液的充分再生。记录不同脱硫时间点的尾气中H2S浓度，绘制尾气H2S浓度
‑
脱硫时间曲线。实验研究发现，本专利技术的各个实施例的脱硫液效果远优于对照例子。
[0035]以实施例1和对照例1的脱硫液为例，其尾气H2S浓度
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脱硫时间曲线分别如图2和图3所示。
[0036]如图2，基础脱硫液(对照例1)的脱硫效果并不理想，随着脱硫时间的延长，4分钟后，尾气浓度递增明显。
[0037]如图3，N系脱硫液(实施例1)的脱硫效果较对照例1有显著提升，在通气后的
300min内，尾气H2S浓度保持在6mg/m3以下，完全符合国家天然气一类气标准(GB17820
‑
2018)。根据尾气H2S浓度
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种N系脱硫液，其特征在于由三价铁盐和金属M的盐溶解于极性有机溶剂中反应生成配位化合物形成；所述金属M为锰(Mn)、锌(Zn)、镁(Mg)、铜(Cu)、镍(Ni)、锑(Sb)、铈(Ce)、锡(Sn)、镉(Cd)中的一种或两种以上的组合；所述极性有机溶剂选自磷酸三丁酯、碳酸丙烯酯、聚乙二醇二甲醚(NHD)、N
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甲酰基吗啉(NMF)、N
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甲基吡咯烷酮(NMP)和环丁砜(SF)中的一种。2.根据权利要求1所述的一种N系脱硫液，其特征在于：所述极性有机溶剂与三价铁盐、金属M的盐的质量比为1:0.0125～0.025:0.0125～0.1。3.根据权利要求2所述的一种N系脱硫液，其特征在于：所述三价铁盐为氯化铁、硫酸铁、高铁酸盐、硝酸铁、柠檬酸铁中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱奎，董雨，刘志豪，金肇波，刘露微，
申请(专利权)人：重庆科技学院，
类型：发明
国别省市：