本发明专利技术涉及一种由铁氧化物和/或氢氧化物、活性炭、促进剂和粘合剂构成的吸收剂组合物，其呈挤出的片剂或颗粒形式，能从流体流中吸收杂质以清除这些流体中所含的杂质，主要是硫化合物。本发明专利技术还涉及一种获得所述吸收剂的方法及其在清除液态和气态料流中所含的杂质中的用途。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种呈片剂形式或呈挤出物形式的团状固体吸收剂，其由金属氧化物和氢氧化物以及特定添加剂构成；还涉及其制备方法及其在流体料流处理中的用途，以除去该料流中所含的杂质。更准确地说，本专利技术涉及一种由铁氧化物和氢氧化物构成且包含添加剂(促进剂和粘合剂)，尤其是活性炭的吸收剂，所述活性碳具有提高所述吸收剂对使用所述吸收剂处理的料流中所含的杂质的吸收能力，且进一步改善在其制备及其应用中的其物理强度的性能。其中使用构成本专利技术目的的吸收剂的料流通常为主要包含烃的液态或气态混合物，其包含由硫化合物，通常为硫化氢(H2S)，和其他化合物如硫化羰、有机硫化物和二硫化物、硫醇、环状硫化合物等构成的杂质。气态料流的实例为天然气、与石油开采有关的烃气、炼油厂气和由城市和农业废弃物分解所产生的沼气。可提及的液态料流的一些实例为石脑油和液化石油气(LPG)。
技术介绍
在烃料流中存在硫化合物是不希望的，因为这些化合物可带来与其运输、储存或实际应用有关的各种问题 。硫化合物对用于运输这些流体的管道及其所储存于其中的罐和容器具有腐蚀性。当将烃料流用作化学方法中的中间体时，其可导致该方法中所用的催化剂失活。当将烃料流用作燃料时，所述硫化合物发生反应从而形成硫氧化物，并最终形成其他硫化合物，其存在于排放至大气中的燃烧气体中。就其排放至大气中而言，这些化合物受到严格限制。这些动机证明对液态和气态料流进行处理以将其中所含的硫化合物除去至可能被认为是可接受的浓度水平是正确的。众所周知的是，可将用金属氧化物和氢氧化物配制的特定产品用于从液态或气态料流中除去硫化合物。所述金属氧化物具有通式MxOy，且所述金属氢氧化物具有通式MxOy (OH)z，其中M表示金属。这些氧化物的主要成分金属为锌和铁或其混合物。也可存在其他金属如铜、镍、钴、钥和锰，然而，其主要功能是提高所述主要金属的杂质吸收速率。基于这类氧化物和氢氧化物的最终产品可以以粉末形式提供，所述粉末以处于待处理料流混合物中的淤浆形式使用，或者以容纳于待处理流体料流通过的固定床上的颗粒形式使用。当将所述金属氧化物和/或氢氧化物沉积至惰性固体上时，所述颗粒可为负载型的，或者当仅由所述金属氧化物和/或氢氧化物及其添加剂构成时，所述颗粒可为团状的。当耗尽其可用能力时，将以颗粒形式使用的所述吸收剂从其所用的设备单元中取出，并用新装料替代以继续该工艺。为此，并联使用多个吸收设备单元，从而使得总是可中断其中一个的操作以替换所述吸收剂而不中断整个流体处理操作。一直希望可将废吸收剂回收并重新加工以避免产生可能面临对将其处理进环境中的严格限制的固体残留物。进一步希望所述吸收剂具有高杂质吸收能力，从而拓展其实际应用，就操作间隔以及与除去每单位重量杂质所用吸收剂的重量有关的两方面而言。吸收能力越高，则提供越长的操作时间和越少次数的替换操作，从而使得同样量的杂质除去成本越少。对于在较高温度(高于100° C)下进行的气态料流处理而言，使用最多的一种产品主要由氧化锌(ZnO)配制。H2S的除去涉及如下化学反应:Zn0+H2S^ZnS+H20在操作条件下，所产生的水发生汽化，其自身转变为气体，所述气体掺入正在处理的气态料流中。所述氧化锌基吸收剂几乎总是团状的，其中将氧化锌与粘合剂一起使用以保持最终产品的物理完整性。在较低温度下，当使用水饱和的气体料流操作时，基于氧化锌配制的产品由于其低吸收速率和所述产品颗粒的物理解体可能性而通常不是优选的，所述物理解体可能导致在其化学饱和之前，横跨吸收剂床的压力降过度增大。由于其大的比表面积，已将活性炭用于从天然气和其他气体的料流中吸收&5。然而，当在低温下操作时，其具有低H2S保留能力。为此，活性炭在天然气中的应用非常有限。活性炭更通常地用于除去直接排入大气中的气体中的不希望气味(包括H2S味)。对在较低温度下且使用水蒸汽/蒸汽饱和的料流进行的操作而言，通常优选的吸收剂为基于呈晶态磁铁矿(Fe3O4)形式的铁氧化物且也可包含氢氧化铁(FeO(OH))的吸收齐U。因此，例如在基于氧化锌的吸收剂的情况下，H2S的除去也以化学反应的方式进行，所述反应涉及铁由3价还原成2价:Fe304+4H2S — 3FeS+4H20+l/8S82Fe0 (OH) +3H2S — 2FeS+4H20+l/8S8也可能且希望的是发生还原分解，例如如下述方程所示:Fe304+6H2S — 3FeS2+4H20+2H2所述氢气可能参与H2S的吸收反应，从而形成FeS:Fe304+3H2S+H2 — 3FeS+4H20一些添加剂可加快用铁氧化物和氢氧化物基吸收剂处理的料流中所含的杂质吸收速率。这类添加剂的实例包括Dalbert Scranton在于1998年2月26日公开的专利申请W098/07501中所提出的铜氧化物(二价铜或亚铜铜)。第一种基于铁氧化物的吸收剂使用其上沉积有所述氧化物的惰性载体制备。一种惰性固体载体由浸溃有铁氧化物的木屑制成。这类吸收剂已商用很长时间了，然而，其具有严重的缺点。一些缺点在于单位体积吸收剂的低杂质吸收能力，以及可能由保留水的所导致的床的过度填充/结块倾向，从而导致压头损失提高至需要将其替换的极高水平。另一个问题在于很难以实际且具有成本效率的方式将废产品回收并再循环。已提出使用各种材料作为木材的替代品以用作所述金属氧化物和氢氧化物的载体。例如，例如Irwin Fox等在专利US4, 366，131中提出，这些中的一种为无定形氧化铁(III)(Fe2O3)。Jerome Gross又在专利申请W091/03422第4页中提出使用经煅烧的蒙脱石作为铁氧化物基吸收剂的载体。由J erome Gross提出的优选配方指明比例为59%蒙脱石、22%铁氧化物、18%水和1%亚硫酸钠。在所进行的一个测试中，所述产品显示出每m3床为288kg/m3的铁氧化物含量(18磅铁氧化物/立方英尺床)。当希望单位体积的反应性铁氧化物和氢氧化物的量最大化时，负载型吸收剂由于惰性材料(载体)的存在而显示出不足。所述惰性材料占用空间且对从所处理的料流中保留杂质没有贡献。另一方面，团状吸收剂可允许单位体积容纳高得多的量的反应性铁氧化物和/或氢氧化物。在WolfeScientific Books编辑的书籍“Catalyst Handbook”,伦敦，1970年中已指出，用于从工艺料流中除去硫化物的铁氧化物基的挤出团状吸收剂可商业应用。使用团状铁氧化物(尤其是磁铁矿)吸收剂所带来的一个主要困难在于难以在其应用之前其制备和处理过程中，尤其是在该产品耗尽后当所述磁铁矿转化成铁硫化物时，保持最终产品的形状完整性。若干因素与使用和卸载过程中的颗粒完整性的保持有关。在通常携带于一些气态料流中且可导致床压实的水存在下，所设计的材料可能无法保持聚集状态。此外，所述氧化物至硫化物的转化率越高，则所述颗粒的解体可能性就越高。在所述产品的使用过程中，所述颗粒的解体可能导致形成细小粒子，所述细小粒子位于所述吸收剂床的孔隙空间中，由此提高了流体通过的阻力(压头损失提高)，此时，甚至在其达到化学饱和之前，可能就必须停车并替换所述吸收剂。因此，即使是使用高含量的金属氧化物，也可能无法获得较高的硫化合物清除能力。所述材料的解本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·A·洛戈立，V·P·维森提尼，M·B·D·A·阿玛拉奥，
申请(专利权)人：科莱恩私人控股公司，
类型：
国别省市：
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