一种硫化氢的常温高效脱除剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开一种硫化氢的常温高效脱除剂，由１－硝基蒽醌二磺酸钠制成；本发明专利技术的１－硝基蒽醌二磺酸钠由下述方法制备：即将１－氨基蒽醌与发烟硫酸混合反应得到１－氨基蒽醌二磺酸溶液；将１－氨基蒽醌二磺酸溶液滴加到水中，搅匀，再加入氧化剂并搅拌反应得到１－硝基蒽醌二磺酸溶液；向１－硝基蒽醌二磺酸溶液加入碱，中和至ｐＨ值大于７，即得１－硝基蒽醌二磺酸钠溶液；将１－硝基蒽醌二磺酸钠溶液加热过滤，滤液减压脱水，降至常温，过滤、干燥，即可得到１－硝基蒽醌二磺酸钠产品。本发明专利技术方法简便，制得的１－硝基蒽醌二磺酸钠脱硫温度低，脱硫效率可达到９９．９９％，净化气体中的硫化氢含量可控制在０．１ｐｐｍ以下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种硫化氢的常温高效脱除剂及其制备方法，尤其涉及1-硝基蒽醌二磺 酸钠及其制备方法与应用；属于精细化工领域。
技术介绍
目前，国内外对处理硫化氢废气的研究越来越受重视。依其弱酸性和强还原性而进 行脱硫的方法可分为干法和湿法。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、活性炭法和卡太苏耳弗法等。湿法按其所用的不同脱硫剂分为液体吸收法和吸收氧化法两类。液体吸收法中有利 用碱性溶液的化学吸收法和利用有机溶剂的物理吸收法，以及物理化学吸收法。吸收氧 化法主要利用各种氧化剂、催化剂进行脱硫。就目前的干法和湿法两大脱硫工艺而言，干法脱硫是用固体吸收剂来脱除硫化物， 脱硫效率较高，但设备投资较大，需间歇再生或更换，其硫容量相对较低，脱硫剂大多 不能再生，需要处理，主要适于气体精细脱硫。湿法脱硫是以液体吸收剂来脱除硫化物， 设备处理量大，投资及运行费用小，可连续操作，能够适应较高负荷的脱硫要求，应用 面较宽，其中尤以液相氧化法的优点较为突出。就目前已经工业化的吸收氧化法来看，砷基工艺基本不再使用；钒基工艺由于使用 含钒洗液，也将会受到环保法规的限制；PDS (双核酞箐钴磺酸盐)脱硫技术由于所用 催化剂PDS成本高，脱硫成本相应要高；铁基工艺脱硫效率高，硫容量大，不过这类方 法在溶液稳定性、副反应控制以及再生等方面尚存在诸多需要解决的问题。目前，蒽醌 二磺酸钠法气体脱硫(简称为ADA法)较为常用。蒽醌二磺酸的英文名为,Anthraquinone Disulfonic Acid，因此蒽醌二磺酸钠法气 体脱硫常被简称为ADA法。ADA法是气体温式催化氧化法脱硫的一种，1958年由英国西 北煤气局(North Western Gas Board)和格林顿苯胺公司(ClaytonAniline Co.)共同研 究开发的。最初在Whitchurch工厂于1959年5月开始运转。后来由Peaboby-Holmes Co. 设计改良成Holmes—Stretford法，即改良ADA法。主要是解决ADA法脱硫温度偏高(60°C 以上效果较好)，常温脱硫速度慢的弱点。我国早在60年代初期，由南京化学工业公司研究院和四川化工厂等单位共同研究 开发了改良ADA法脱硫，是目前国内人工燃气、天然气、石油气等各种燃气生产中，使 用最广泛的一种湿式脱硫工艺。改良ADA法脱硫溶液是由蒽醌二磺酸钠(代号ADA，商品 纯度一般》80%)、溶解五氧化二钒(VA，商品纯度》70《)而成的偏钒酸钠(NaV03)、酒石 酸钾钠(NaKC4H406，商品纯度》95%)和纯碱(主要化学成份为碳酸钠化2(:03，商品纯度为 98%)溶于水中组成的水溶液。但此法在应用中，仍然存在脱硫温度偏高，常温脱硫速 度慢，以及使用的钒受到环保法规的限制等问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术要解决的问题是提供一种硫化氢的常温高效脱除剂1-硝基蒽醌二磺酸钠及其制备方法与应用，以避免ADA法常温脱硫速度慢，以及改良ADA 法使用受到环保法规的限制的钒等问题。本专利技术所述的硫化氢的常温高效脱除剂，由l-硝基蒽醌二磺酸钠制成；其中所述1-硝基蒽醌二磺酸钠是以下两种分子式所表述的的混合物。<formula>formula see original document page 4</formula>本专利技术所述硫化氢的常温高效脱除剂即1-硝基蒽醌二磺酸钠的制备方法，由下述步骤实现(1) 将1-氨基蒽醌1重量份与发烟硫酸0.5-20重量份混合，搅拌条件下升温至 IO(TC-200'C，反应l-20小时，然后降至常温，得到1-氨基蒽醌二磺酸溶液；(2) 将1-氨基蒽醌二磺酸溶液滴加到0.5-20重量份水中，搅匀，再加入以氨基蒽 醌量计l-lOmol份的氧化剂并搅拌反应1-10小时，得到1-硝基蒽醌二磺酸溶液；(3) 向1-硝基蒽醌二磺酸溶液加入碱，中和至pH值大于7，即得l-硝基蒽醌二磺 酸钠溶液；(4) 将1-硝基蒽醌二磺酸钠溶液加热至5(TC-12(rC，趁热过滤，滤液减压脱水， 降至常温，过滤、干燥，即可得到l-硝基蒽醌二磺酸钠产品。上述硫化氢的常温高效脱除剂的制备方法中步骤(1)所述发烟硫酸的用量优选是2 3重量份，反应温度优选是140°C 150 'C，反应时间优选6 8小时。步骤(2)所述氧化剂是过硫酸钾、高锰酸钾、双氧水之一。步骤(2)所述水的量优选是2 4重量份，所用氧化剂的量优选是1. 2 1. 4mo1份，所述搅拌反应时间优选是2 4小时。步骤(3)所述碱是氢氧化钠或碳酸钠，所述pH值优选是8.0 9.0。 步骤(4)所述加热温度优选是6(TC，减压脱水时优选脱至总水量的20%。 本专利技术所述硫化氢的常温高效脱除剂的应用，其特征是将l-硝基蒽醌二磺酸钠或1-硝基蒽醌二磺酸钠溶液配制成重量百分比为5-15%的溶液，再用碱调溶液的pH值至8-12,即能用于脱除气体中的硫化氢气体。其中所述碱是氢氧化钠或碳酸钠，所述pH值是9.0土0.5。 上述硫化氢的常温高效脱除剂的应用中所述l-硝基蒽醌二磺酸钠与钒酸钠、三价铁复合使用时，脱除硫化氢效果更显著。在脱硫机理上，1-硝基蒽醌二磺酸钠与蒽醌二磺酸钠(ADA)有所不同。ADA主要是 借助蒽醌羰基对硫化氢的氧化实现脱硫。1-硝基蒽醌二磺酸钠不仅可借助其羰基对硫化 氢的氧化实现脱硫，更主要是通过其硝基对硫化氢的氧化实现脱硫，且可实现常温高效脱硫化氢，是更好的硫化氢脱除剂。作为硫化氢脱除剂时，将1-硝基蒽醌二磺酸钠或1-硝基蒽醌二磺酸钠溶液配制成 5-15%的溶液，再用碱调溶液的pH值在8-12之间，即可用于脱除气体中的硫化氢气体， 也可以直接使用1-硝基蒽醌二磺酸钠溶液。与蒽醌二磺酸钠相比，l-硝基蒽醌二磺酸钠具有以下优点(1) 脱硫温度更适于操作，在30"C左右即可显示高效脱硫性能；(2) 维持适当的溶液组份，运行正常时，脱硫效率甚至可达到99.99%,净化气体 中的硫化氢含量可控制在O. lppm以下；(3) 脱硫溶液的硫容高(每m3母液脱硫化氢量可高达0.7kg),几乎是蒽醌二磺酸钠 脱硫容量的二倍，因此允许母液含有较多硫氢化物的情况下进行吸收操作即使被净化 的气体含硫化氢的浓度只有几个ppm，本方法仍具有脱硫能力。(4) 与钒酸钠(包括溶解五氧化二钒而成的偏钒酸钠NaV03)、三价铁等氧化性物 质复合使用时，脱除硫化氢效果更加优良。具体实施例方式下列实施例是对本专利技术作进一步说明，但本专利技术不仅限于此。实施例1: 一种硫化氢的常温高效脱除剂1-硝基蒽醌二磺酸钠及其制备方法(1) 将1-氨基蒽醌lkg与发烟硫酸2kg混合，搅拌条件下升温至150'C反应6小 时，降至常温，得到1-氨基蒽醌二磺酸溶液；(2) 将l-氨基蒽醌二磺酸溶液慢慢滴加到2kg份水中，再慢慢加入氧化剂过硫酸 钾2mo1份并搅拌反应2小时，得到l-硝基蒽醌二磺酸溶液；(3) 向1-硝基蒽醌二磺酸溶液慢慢加入碳酸钠，中和至p^8，即得1-硝基蒽醌二 磺酸钠溶液；(4) 将1-硝基蒽醌二磺酸钠溶液加热至6(TC，趁热过滤，滤液减压脱水，脱至总 水量的20%;降至常温，过滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硫化氢的常温高效脱除剂，由１－硝基蒽醌二磺酸钠制成；其中：所述１－硝基蒽醌二磺酸钠是以下两种分子式所表述的的混合物。　　　　＊＊＊。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郝爱友，张鹏，孙涛，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：88[中国|济南]