一种螯合铁脱硫剂制造技术

本申请涉及一种螯合铁脱硫剂，由高价可溶性铁盐、螯合剂、pH缓冲剂和水组成，所述螯合剂为聚醚胺四乙酸钠与N,N

【技术实现步骤摘要】
一种螯合铁脱硫剂


[0001]本申请涉及一种气体脱硫剂，具体涉及一种添加了新型绿色可生物降解的螯合剂，可络合三价铁离子形成稳定的螯合铁溶液，能够广泛地应用于天然气脱硫等气体脱硫领域。

技术介绍

[0002]当今人类使用的能源绝大多数是不可再生的煤炭、石油和天然气。目前国内含硫气田(硫的质量分数为2%一4%)气产量约占全国气产量的60%，而绝大多数硫化物对于天然气来说都是有害的杂质，特别是硫化氢，不仅对储罐和管道等重要设备造成严重腐蚀，而且也严重危害大自然和人类的身体健康。要从根本上解决这些问题，就必须考虑脱除天然气中的硫化氢。
[0003]目前，脱除气相硫化氢的方法主要有干法和湿法两种。其中，干法是利用硫化氢的还原性和可燃性，以固体氧化剂或吸附剂来脱硫或直接燃烧，其中包括克劳斯法、氧化铁法、活性炭法等。克劳斯工艺是应用最广泛的干法工艺。应用最多的湿法工艺是传统的络合铁脱硫工艺。该工艺以三价络合铁离子为催化剂，将溶解在脱硫液中的H2S转化成单质硫，同时催化剂被还原为二价络合铁离子，然后以空气为氧化剂将二价络合铁离子重新氧化为三价络合铁离子，循环使用。
[0004]络合铁离子所用螯合剂历经大半世纪的发展由最初的EDTA类螯合剂到后来的有机膦类螯合剂，再到近期新型的氨基酸类螯合剂等。
[0005]络合铁脱硫工艺中最初螯合剂乙二胺四乙酸（EDTA），通常被认为对哺乳动物和水生生物无毒性，但EDTA的环境影响部分地由于其过度使用和其在各种水源(例如，溪流、海洋、含水层等)中浓度增加而引起关注。举例来说，水源中的高浓度EDTA可以溶解来自沉降物和土壤的重金属，从而增加重金属的迁移率并且扰乱环境中的天然金属分布。水源中重金属的迁移率增加也会对人类、植物、动物和其它生物造成健康风险(例如毒性)增加。此外，EDTA降解相对缓慢，因此通常不被认为是易于生物可降解的螯合剂。它不容易生物降解，EDTA会对植物、微生物产生毒害作用，影响它们的生存，同时会造成二次污染，存在较高的潜在环境风险，也不适合加贴大多数绿色标签。欧盟一些国家禁止或限制使用EDTA。英国家用洗涤剂中无EDTA。德国自1991年起显著降低了生态环境中EDTA含量。德国和奥地利的废水排放相关法律禁止在大多数工业废水中使用EDTA。瑞士规定了EDTA在相关应用中的最高浓度，且规定不得在政府和公共建筑清洗剂中使用EDTA。
[0006]络合铁脱硫工艺中常用的螯合剂氨三乙酸NTA，价格有优势，它是一种可疑性致癌物。它的使用受到法规的限制，在全球危险化学品统一分类和标签体系中，NTA被列为可疑性致癌物，并附有类似胸部爆炸的有害化学品标签。在美国，NTA含量超过0.1%时必须加以可疑性致癌物的标注。在欧盟，NTA被列入欧盟委员会低31次ATP（适应技术进步）危险化合物分类目录，NTA含量超过5%的产品立即自动划分为R40类危险品并加贴临时标签提示消费者“有限证据显示有致癌性”。含NTA的产品也不适合加贴各种流行的绿色标签。
[0007]络合铁脱硫工艺中使用的螯合剂二乙烯三胺五乙酸(DTPA)可能对人体及胎儿有害，很大程度上限制了其应用范围。
[0008]络合铁脱硫工艺中用的磷酸盐主要是三聚磷酸钠(STPP)，但由于磷的排放造成湖泊和河流等环境的富营养化形成污染，各国也出台相关法规限制含磷的化学品的使用，故磷酸盐螯合剂正渐渐淡出市场。美国华盛顿州从2008年第一季度开始在所有洗涤剂中禁用磷酸盐。加拿大正考虑自2010年起家用和工业用产品中的磷酸研含量降低到0.5%以下。法国已征收STPP使用税。
[0009]因此以上螯合剂已经不能满足社会科技和环保技术的发展要求，对络合铁离子螯合剂的功能也不再局限在螯合效力上，而是由发挥螯合剂性能的同时向多样性发展，所谓多样性是指在络合铁离子的同时，对环境友好，可生物降解，并能提高碳酸钙阻垢率。

技术实现思路

[0010]基于以上技术问题，本申请提供一种螯合铁脱硫剂，由高价可溶性铁盐、螯合剂、pH缓冲剂和水组成，所述螯合剂与铁盐的摩尔比为1.0:1
‑
5:1；所述螯合铁的pH值为8.0
‑
13.5；所述的螯合剂为聚醚胺四乙酸钠与N,N
‑
二乙羧酸基乙二氨基
‑3‑
羟基琥珀酸、聚羧酸类螯合剂或氨基酸衍生螯合剂中的至少一种复配；或所述螯合剂为N,N
‑
二乙羧酸基乙二氨基
‑3‑
羟基琥珀酸四钠与聚醚胺四乙酸钠、聚羧酸类螯合剂或氨基酸衍生螯合剂中的至少一种复配。
[0011]优选的聚醚胺四乙酸钠与N,N
‑
二乙羧酸基乙二氨基
‑3‑
羟基琥珀酸四钠任意比复配。
[0012]优选的聚醚胺四乙酸钠或N,N
‑
二乙羧酸基乙二氨基
‑3‑
羟基琥珀酸四钠与聚羧酸类螯合剂复配比例为1:0.05~1:0.5。
[0013]优选的聚醚胺四乙酸钠或N,N
‑
二乙羧酸基乙二氨基
‑3‑
羟基琥珀酸四钠与氨基酸衍生物螯合剂复配比例为（1
‑
5）:（1
‑
3）。
[0014]其中所述聚羧酸类螯合剂选自聚丙烯酸或其盐、聚甲基丙烯酸或其盐、水溶性聚马来酸酐或富马酸
‑
丙烯磺酸二元共聚体；其中聚丙烯酸或其盐或聚甲基丙烯酸或其盐的平均分子量为4000
‑
5000；水溶性聚马来酸酐分子量为400
‑
800。由于聚羧酸类螯合剂分子中有大量羧酸存在，羧基氧原子具有形成配位键的能力，相邻羧基能与金属离子形成螯合环而稳定存在与水中。聚羧酸类螯合剂可与其他螯合剂复配使用，可以起到协同增效作用。
[0015]其中氨基酸衍生螯合剂由化学合成的方法得到，所述氨基酸盐中的氨基酸选自谷氨酸、丙氨酸、甘氨酸、亮氨酸、天冬氨酸。更具体的氨基酸衍生螯合剂选自环氧琥珀酸
‑2‑
（羟基亚氨基）丙二酸钠共聚物（平均分子量180
‑
400）、亚氨基二琥珀酸四钠、天冬氨酸二乙酸钠、谷氨酸二乙酸四钠（GLDA）、甲基甘氨酸二乙酸三钠（MGDA）、二羟乙基甘氨酸、乙二胺二琥珀酸（EDDS）中的一种或多种。其中氨基酸衍生螯合剂含有胺基、羧基多个官能团，具有良好的螯合性，与金属离子能更好地结合，化学稳定性高；同时具有良好的水溶性，生物降解性良好；对碳钢具有一定的缓蚀效果，可做螯合剂EDTA的替代品。
[0016]所述的高价可溶性铁盐为 FeCl3、Fe(CH3COO)3、Fe(NO3)3、硫酸铁铵或Fe2(SO4)
3、
柠檬酸铁、柠檬酸铁铵中的至少一种。
[0017]所述的pH缓冲剂为NaOH、Na2CO3、NaHCO3、KOH、K2CO3、KHCO3、氨水或有机碱中的一种
或几种。
[0018]通过采用以上技术方案脱硫效率可以与EDTA以及NTA相当；钙、铁螯合率大于EDTA或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种螯合铁脱硫剂，由高价可溶性铁盐、螯合剂、pH缓冲剂和水组成，其特征在于：所述螯合剂为聚醚胺四乙酸钠与N,N
‑
二乙羧酸基乙二氨基
‑3‑
羟基琥珀酸、聚羧酸类螯合剂或氨基酸衍生螯合剂中的至少一种复配；或所述螯合剂为N,N
‑
二乙羧酸基乙二氨基
‑3‑
羟基琥珀酸四钠与聚醚胺四乙酸钠、聚羧酸类螯合剂或氨基酸衍生螯合剂中的至少一种复配；所述聚羧酸类螯合剂选自聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸钠、水溶性聚马来酸酐或富马酸
‑
丙烯磺酸二元共聚体；其中聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸钠的平均分子量为4000
‑
5000；水溶性聚马来酸酐分子量为400
‑
800；所述氨基酸衍生螯合剂由化学合成的方法得到，所述氨基酸盐中的氨基酸选自谷氨酸、丙氨酸、甘氨酸、亮氨酸或天冬氨酸。2.根据权利要求1所述的螯合铁脱硫剂，其特征在于：聚醚胺四乙酸钠与N,N
‑
二乙羧酸基乙二氨基
‑3‑
羟基琥珀酸四钠任意比复配。3.根据权利要求1所述螯合铁脱硫剂，其特征在于：聚醚胺四乙酸钠或N,N
...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵梅芳，刘华祥，王火平，陈进福，王军，冷华春，韦冬晨，李晓博，宋成举，楼飞娜，
申请(专利权)人：浙江佳运能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：