高含硫天然氣吸附氧化脫硫用脫硫劑設計、制備及其應用研究.pdf

1、H<,2>S在天然氣中是一種有害物質，不僅對輸運管路、設備等造成腐蝕，影響后續(xù)加工(如導致催化劑中毒)，而且會嚴重威脅人身安全，屬必須控制的污染源之一。迄今為止，天然氣脫硫工藝主要包括干法和濕法兩大類，濕法脫硫一般用于高含硫氣體粗脫；干法脫硫通常用于低含硫氣體處理，特別是氣體精脫硫。但對硫含量較高的偏遠、小型天然氣田采用濕法成本太高，干法硫容小，失活快難以滿足現(xiàn)場實際需求，至今仍沒有得到很好的解決。因此本文綜合目前應用最為廣泛的活性炭和

2、氧化鐵脫硫劑的優(yōu)缺點，分別采用擔載法和原位合成法，尋求制備一種不僅穿透時間長，硫容高，而且工藝簡單，成本低，適用于高硫含量氣體脫硫的高效固體脫硫劑，填補目前的空白。 本論文首先以經(jīng)不同酸堿處理改性后的活性炭為載體制備了擔載型氧化鐵活性炭脫硫劑，并采用自行設計的脫硫評價裝置和選定的工藝技術條件對其脫硫性能進行了評價，結果發(fā)現(xiàn)以4M硝酸處理后的活性炭為載體制備的α-FeOOH/AC-m-NO<,3>型脫硫劑脫硫效果最好，硝酸、尿素、

3、磷酸三種改性劑以硝酸性能最佳，同時通過Boehm滴定和孔結構分析可知活性炭載體表面官能團的種類和含量及其孔道結構均對其脫硫活性具有重要的影響作用，尤以羧基含量和微孔結構影響最為明顯。 其次采用原位合成法制得了結構性能各異的高效原位合成α-Fe/SAC脫硫劑，并考察了劑焦比、鐵焦比、炭化時間、炭化溫度、活化時間、活化溫度等工藝條件對所制高效原位合成α-Fe/SAC脫硫劑結構性能的影響。之后利用自建脫硫評價裝置對各脫硫劑的脫硫性能進

4、行了考察，發(fā)現(xiàn)在一定工藝技術條件下制備的最優(yōu)型原位合成α-Fe/SAC脫硫劑在原料氣濃度高達394.3.3mg/m<'3>的苛刻條件下，經(jīng)7h反應后出口濃度仍可達10.6mg/m<'3>，而脫硫劑用量僅為0.2g。其7h硫容量可高達87.8％，且7h后脫硫率仍可高達99.73％。 之后又分析考察了所得高效原位合成α-Fe/SAC脫硫劑自身結構特點對其脫硫性能的影響，發(fā)現(xiàn)比表面積、孔容、孔徑，活性α-Fe均對其脫硫性能具有重要的影