可流化的硫吸收剂和流化吸收方法技术

本发明专利技术提供了一种用含有氧化锌、二氧化硅和氧化铝的新型可流化吸收组合物同硫化氢污染了的流体流接触从而除去流体中的硫化氢的改进方法。进一步提供了一种制备含有氧化锌、二氧化硅和氧化铝的可流化吸收组合物的新方法。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种从流体流中除去硫化氢的改进方法。另一方面，本专利技术涉及适用于该方法的一种组合物。本专利技术还进一步涉及制备适用于从流体流中除去硫化氢的硫吸收剂的一种改进方法。由于诸多原因，从流体流中除去硫是需要的或必要的。如果流体流作为废流释放，就必须除去流体流中的硫，以满足不同空气污染控制机构制订的硫排放要求。这些要求是一般流体流中硫含量为约10ppm到500ppm。如果流体流作为燃料燃烧，必须除去其中的硫以防止污染环境。如果流体流用于加工中，一般需要除去硫以防止使对硫敏感的催化剂中毒或满足其它操作要求。在从流体流中除去硫的方法中使用的硫吸收剂传统上一直为用在固定床的附聚物。由于使用流化床的方法有许多优点，希望利用以氧化锌为基的吸收剂的流化床除去流体流中的硫组分。然而在本专利技术以前，与用流化床吸收硫有关的许多问题一直未得到解决，特别是传统生产可流化的材料的方法，为了得到处于可流化范围的粒子大小并得到认为是流化所必需的足够球形的颗粒，必须采用喷雾干燥法。然而，该方法由于成本较高且生产能力较低存在不足。因此希望有一种不用成本高的喷雾干燥法就能经济地生产可流化吸收材料的方法并能将流化床的优点用于从含硫的流体流中除去硫化物。因此本专利技术的目的之一是提供一种新型的不必使用喷雾干燥法就能经济地制备可流化的硫吸收材料的方法。本专利技术的另一目的是提供一种利用吸收材料的流化床从流体流中除去硫化氢的方法。本专利技术一方面提供了一种包含氧化铝、二氧化硅和氧化锌的、平均粒子大小在约20微米～约500微米的可流化粒状吸收剂。本专利技术另一方面提供了一种制备可流化的、以氧化锌为基的吸收材料的方法。该方法包括将适当比例的氧化铝、二氧化硅和氧化锌混合以形成混合物；将该混合物用含镍化合物的水溶液浸渍以形成浸渍混合物；该浸渍混合物聚结后粒化得到适于用作可流化材料的粒状材料。本专利技术的再一方面是一种可流化的、以氧化锌为基的吸收材料与含硫化氢的流体流接触除去其中的硫化氢，同时回收硫化氢浓度低于含硫化氢的流体流中硫化氢浓度的气流的方法。可流化的、以氧化锌为基的吸收材料可以为包含氧化铝、二氧化硅和氧化锌并且含有平均粒子大小在约20～500微米的颗粒的可流化吸收剂。用于硫化氢吸收方法中的可流化的、以氧化锌为基的吸收材料包括那些用制备该类吸收材料的新方法制得的吸收材料，该新方法包括如下步骤混合适当比例的氧化铝、二氧化硅和氧化锌以形成混合物，然后用含镍化合物的水溶液浸渍该混合物得到浸渍混合物，该浸渍混合物聚结后粒化得到适于用作可流化材料的粒状材料。从本专利技术的前述说明和所附的权利要求以及对本专利技术的如下详细说明可以明显看到本专利技术的其他目的和优点。这里所述的新的吸收组合物为一种当同提升用气体接触时在流化区内能被流化的可流化材料。因此，关键在于吸收组合物具有一定的物理性能，以使之既可以流化，又能通过吸收机理从含硫化氢的流体流中除去硫化氢。业已发现这里所说明的方法得到的以氧化锌为基的吸收材料具有流化所需的性能。在制备可流化材料时，主要成分氧化铝、二氧化硅和氧化锌以适当的比例经任何适当方法而混在一起，这一方法使这些组分紧密混合而得到基本上均相的混合物。还可将粘合剂加到混合步骤中得到的混合物中作一个组分。该粘合剂为任何具有粘合性能的适当材料，包括那些选自铝酸钙、膨润土、高岭土、胶体二氧化硅、硅酸钠及其中的两种或多种的材料。混合步骤中的粘合剂的用量为混合物总重量的约1～20%(重量)，优选5～20%(重量)。任何适于混合吸收剂组分的装置均可用来达到材料的所需分散程度。适于本专利技术方法中使用的可能的混合装置有许多在McGraw-Hill，Inc.出版的Perry'sChemicalEngineers'Handbook，SixthEdition的19-14至19-24页(在此引作参考)中有详细说明。因此，适宜的混合装置包括，但不限于，分批式或连续式的装置，如颠动筒、固定筒或池、研磨混合机，振动混合机等。优选使用研磨混合机来混合二氧化硅、氧化铝和氧化锌组分。一旦吸收剂组分适当混好，就用促进剂或促进剂的前体，如金属氧化物或金属氧化物的前体浸渍该混合物。适宜的金属氧化物的例子包括钼、钨、选自周期表Ⅷ族的一种或多种金属和其它任何已知具有将氧化硫还原为硫化氢的氢化能力的金属的氧化物。金属氧化物促进剂可以以金属元素、金属氧化物和/或在煅烧条件下可转化为金属氧化物的含金属的化合物的形式加入混合物中。这些含金属的化合物的一些实例包括金属的醋酸盐、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐、硫氰酸盐和两种或两种以上的混合物等。本专利技术的一个优选实施方案中吸收组合物是用氧化镍的前体如硝酸镍促进的。金属元素、金属氧化物和/或含金属的化合物可通过用含有上述金属元素、金属氧化物和/或含金属的化合物的水溶液或有机溶液浸渍混合物而加到混合物中。在制备可流化吸收组合物的方法中，氧化铝、二氧化硅和氧化锌的混合物可以在聚结、接着粒化之前用金属促进剂的水溶液浸渍。该方法还可包括用金属氧化物的水溶液浸渍氧化铝、二氧化硅和氧化锌的混合物的附聚物，然后造粒。另一种可选方法包括用金属氧化物的水溶浸渍粒化氧化铝、二氧化硅和氧化锌的混合物的附聚物所得的颗粒。如果金属氧化物为氧化镍或其前体，优选在粒化步骤后浸渍。浸渍溶液为任一水溶液，该溶液的量应适于浸渍氧化铝、二氧化硅和氧化锌的混合物以使最终以氧化锌为基的吸收组合物中金属促进剂的量具有在本专利技术其他地方所述的浓度。因此该水溶液可包括既溶于水同时又是金属氧化物或其前体的金属化合物促进剂。含金属的化合物促进剂在水溶液中的浓度为每克水约0.1克含金属的化合物促进剂到每克水约2克含金属的化合物促进剂。水溶液中含金属的化合物促进剂与水的重量比优选为约0.5∶1～约1.5∶1，但最优选为0.75∶1～1.25∶1。金属氧化物促进剂在以氧化锌为基的吸收组合物中的含量一般在约0.1%(重量)到约15%(重量)，较优选为约2.0%(重量)～约12.0%(重量)，最优选为约10%(重量)，上述重量百分比是以金属氧化物占吸收组合物总重量的百分比表示的。本专利技术的所希望和未预料到的方面之一为不需使用特殊和昂贵的聚结方法就能制得随后进行粒化以形成可流化材料的附聚物。在本专利技术的未预料到的新方法发现之前，在生产可流化材料
的熟练者认为，为得到这样的可流化材料，必须使用昂贵的喷雾干燥法。可是，本专利技术的方法使用聚结方法，而不是喷雾干燥法，接着造粒得到一种具有可流化所必须的关键性能的吸收材料。只要不使用喷雾干燥法，其它任何适于得到浸渍混合物的附聚物的方法均可用来形成附聚物。附聚物可以用诸如模塑、压片、挤压、压丸、挤出、颠动、压实(densifying)之类的方法来形成。聚结的优选方法为压实。优选的混合物压实可以使用不同的方法。这些方法优选为把粉化的组分放在捏和机或者研磨混合机的辊筒中，在辊筒和叶片转动的同时把水或优选酸的水溶液加到混合物中形成糊状物。酸从HCl、H2SO4、HNO3和CH3COOH中挑选，酸的水溶液中酸的浓度为约0.1～10%(重量)。在压实过程中加入到混合物中的水或酸的水溶液的量通常为所得淤浆或糊状物的约20～60%(重量)，优选为30～50%(重量)。通过压实方法所得的糊状物在约150°F～约350°F干本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于流化床的、以氧化锌为基的吸收组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：将氧化铝、二氧化硅和氧化锌混合形成混合物；用含金属的化合物促进剂的水溶液浸渍所述混合物形成浸渍混合物；使所述浸渍混合物聚结形成附聚物；和将所述附聚物 粒化以制得可用作所述流化床中的可流化材料的粒状材料。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：GP卡勒，BW萨斯，
申请(专利权)人：菲利浦石油公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]