專利名稱：一種氣體脫硫劑及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種氣體脫硫劑，具體涉及一種添加了復合型表面活性劑的可再生的磷酸鈉溶液。能夠廣泛地應用于天然氣脫硫、煙氣脫硫等氣體脫硫脫碳領域。
背景技術：
當今人類使用的能源絕大多數(shù)是不可再生的煤炭、石油和天然氣。目前國內(nèi)含硫氣田(硫的質(zhì)量分數(shù)為2% — 4%)氣產(chǎn)量約占全國氣產(chǎn)量的60%，而絕大多數(shù)硫化物對于天然氣來說都是有害的雜質(zhì)，特別是硫化氫，不僅對儲罐和管道等重要設備造成嚴重腐蝕，而且也嚴重危害大自然和人類的身體健康。要從根本上解決這些問題，就必須考慮脫除天然氣中的硫化氫。工業(yè)上廣為應用的脫硫裝置為塔式結(jié)構(gòu)，脫硫液為化學脫硫液。從經(jīng)濟角度考慮，所選用的化學脫硫液應當具備再生的性能，主要有醇胺、碳酸鹽、檸檬酸鈉、磷酸鹽、氨水、海水等。磷酸鹽屬于多元弱酸鹽，其水溶液具有一定的緩沖作用，對酸氣的吸收容量較高，且具有一定的抗氧化性，如果控制好水溶液濃度，能很好地抑制硫代硫酸鹽和其他雜質(zhì)的生成。所以磷酸鹽在脫硫領域具有很好的應用前景。但磷酸鹽在水中的溶解度不是很高，單純的利用磷酸鹽水溶液脫硫效率不是很高，所以可以利用添加一些活性劑來提高其脫硫效率。而表面活性劑能夠降低溶液的表面張力，當氣體進入溶液中時能夠產(chǎn)生大量的小氣泡，從而增加了氣液接觸面積，有利于硫化氫的吸收。磷酸鹽水溶液顯堿性，所選擇的表面活性應當具有耐堿性、耐鹽性。為了能夠產(chǎn)生大量的小氣泡則要求該表面活性劑具有高的起泡性與穩(wěn)定性。陰-非離子型表面活性劑綜合了離子型與非離子型表面活性劑的眾多優(yōu)點，如良好的溶解性和穩(wěn)定性、優(yōu)良的耐鹽抗溫性能、良好的配伍性和高效發(fā)泡能力等。另外為了能夠使產(chǎn)生的泡沫持久需添加一種穩(wěn)泡劑與陰-非離子型表面活性劑配合使用。之所以采用陰-非離子表面活性劑主要是由于非離子型表面活性劑抗鹽作用較好，而發(fā)泡能力稍差，陰離子型表面活性劑發(fā)泡能力好，但其抗鹽作用較差。而當兩者形成二元混合體系時，充分發(fā)揮了其各自的優(yōu)點，克服了二者之不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足而提供高效天然氣脫硫劑。為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案
本發(fā)明主要是利用表面活性劑和酸性水溶液來維持脫硫液的PH值，以此來增加對硫化氫的吸收容量。本發(fā)明所述的一種天然氣脫硫劑，其成分及配方比例為
鹽:3 23% (wt)；
穩(wěn)泡劑0. 05 O. 1% (wt)；
表面活性劑其占總?cè)芤旱臐舛葹?0X10-5 25X10_5 mol/L ；
酸性水溶液量以使脫硫液的PH值在8. 5^9. O為準。余量為水。
其中所述的鹽為十二水合磷酸鈉(Na3PO4 12H20)；其中所述的穩(wěn)泡劑為十二醇；其中所述的表面活性劑為陰離子表面活性劑與非離子表面活性劑的復合物，其中陰離子表面活性劑為十二烷基硫酸鈉(SDS)、α—烯烴磺酸鈉(AOS)等的一種；非離子表面活性劑為烷基多糖苷(APG08-10)。陰離子表面活性劑與非離子表面活性劑各占50%。
其中所述的酸為磷酸。
所述的一種天然氣脫硫劑的制備方法，按照下述步驟進行按照上述比例，在 25 3(TC下先將磷酸鈉溶于水中，加入穩(wěn)泡劑與表面活性劑，攪拌2(Γ30分鐘左右，用酸性水溶液調(diào)節(jié)到所需要的PH值。
本發(fā)明的優(yōu)點在于(I)應用范圍廣。沒有毒性，可再生性能好，能夠在天然氣脫硫、煙氣脫硫脫碳等領域廣泛應用。
(2)脫硫效果好。復合脫硫劑有效的降低了表面張力。通過表面張力測定，在同樣溫度條件下復合脫硫劑比單一成分碳酸鈉表面張力降低15 33%，使氣體容易形成小氣泡， 有效地增大了氣液比表面積，提高了傳質(zhì)速率，使脫硫效率達95%以上。
(3)成本低，經(jīng)濟性好。本發(fā)明的活性脫硫劑成本低，用量少，酸性負荷高，脫硫效率高且耗能少。將硫化氫解吸出來，能實現(xiàn)資源化利用。表面活性劑的存在還能有效地去除污垢，防止污染物的累積。


圖I為天然氣脫硫工藝裝置圖I.氣瓶；2.壓力計；3.流量計；4.氣體分布器；5.脫硫液箱；6.泵；7.脫硫塔；8.色譜儀;9.溫度計。
具體實施方式
實施例I按十二水合磷酸鈉占溶液的質(zhì)量百分含量為3. 0% (300g)，十二醇為O. 05% (5. 2g)， 水(10000g)，陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉和非離子表面活性劑烷基多糖苷的濃度均為5X10_5mol/L (mol)。按照上述比例，在25 30°C下先將磷酸鈉溶于水中，加入穩(wěn)泡劑與表面活性劑，之后攪拌2(Γ30分鐘，加入磷酸水溶液使其pH值在8. 5^9. O,配置脫硫液。
實施例2按十二水合磷酸鈉占溶液的質(zhì)量百分含量為23. 0% (3000g)，十二醇為0. 05%(6. 5g)， 水(10000g)，陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉和非離子表面活性劑烷基多糖苷的濃度均為5X10_5mol/L (mol)。按照上述比例，在25 30°C下先將磷酸鈉溶于水中，加入穩(wěn)泡劑與表面活性劑，攪拌2(Γ30分鐘，加入磷酸水溶液使其pH值在8. 5^9. O,配置脫硫液。
實施例3按十二水合磷酸鈉占溶液的質(zhì)量百分含量為23. 0% (3000g)，十二醇為0. 1% (13g)， 水(lOOOOg)，陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉和非離子表面活性劑烷基多糖苷的濃度均4為12. 5X10_5mOl/L(mOl)。按照上述比例，在25 30°C下先將磷酸鈉溶于水中，加入穩(wěn)泡劑與表面活性劑，攪拌2(Γ30分鐘，加入磷酸水溶液使其pH值在8. 5^9. O,配置脫硫液。實施例4
按十二水合磷酸鈉占溶液的質(zhì)量百分含量為3. 0% (300g)，十二醇為O. 05%(5. 2g)，水(IOOOOg),陰離子表面活性劑α —烯烴磺酸鈉和非離子表面活性劑烷基多糖苷的濃度均為5X10_5mol/L (mol)。按照上述比例，在25 30°C下先將磷酸鈉溶于水中，加入穩(wěn)泡劑與表面活性劑，攪拌2(Γ30分鐘，加入磷酸水溶液使其pH值在8. 5^9. O,配置脫硫液。實施例5天然氣脫硫劑的脫硫?qū)嶒?br> 按照如圖I所示天然氣脫硫工藝流程圖，含硫化氫為5%的天然氣從氣瓶I中經(jīng)過壓力 計2并經(jīng)過流量計3計量流量，流量設定為I m3/h，3 m3/h，5 m3/h，7 m3/h。氣體計量后進入脫硫塔7，脫硫塔7的直徑100_，高1500_。在脫硫塔底部安裝的氣體分布器4可將氣體形成氣泡。脫硫液箱5內(nèi)裝有電加熱器，可以改變液體溫度，本實施例中設定溫度23°C，由溫度計9得出進入塔內(nèi)的脫硫液溫度。通過泵6進行循環(huán)，氣體中的硫化氫在脫硫塔7內(nèi)被脫硫液吸收。凈化后的氣體流出脫硫塔7進入色譜儀8進行分析。在上述條件下連續(xù)運行30分鐘，脫硫效率在91. 29Γ96. 7%范圍內(nèi)。抽取硫化氫含量為100mg/m3的脫硫液富液1L，利用真空膜蒸餾法分別在55°C和65°C下進行解吸再生，富液流量控制在50L/h，經(jīng)過30分鐘的再生實驗表明再生率可達95%以上，結(jié)果見表2。表I脫硫?qū)嶒?br> 權(quán)利要求
1.一種氣體脫硫劑，其特征在于其成分及配方比例為 十二水合磷酸鈉3 23% (Wt); 十二醇0. 05 O. 1% (wt)； 表面活性劑其占總?cè)芤旱臐舛葹?0X10-5 25X10_5 mol/L ； 酸性水溶液量以使脫硫液的PH值在8. 5^9. O為準； 余量為水； 其中所述的表面表面活性劑為陰離子表面活性劑與非離子表面活性劑的復合物，陰離子表面活性劑與非離子表面活性劑各占50% ； 其中所述的酸為磷酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣體脫硫劑，其特征在于所述陰離子表面活性劑為十二烷基硫酸鈉或α—烯烴磺酸鈉；非離子表面活性劑為烷基多糖苷。
3.一種天然氣脫硫劑的制備方法，步驟如下按照權(quán)利要求I所述配比，在25 30°C下先將磷酸鈉溶于水中，加入十二醇和表面活性劑，攪拌2(Γ30分鐘左右，用酸性水溶液調(diào)節(jié)pH 為 8. 5 9. O。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氣體脫硫劑，具體涉及一種添加了復合型表面活性劑的可再生的磷酸鈉溶液。所述氣體脫硫劑配方為十二水合磷酸鈉3~23%(wt)；十二醇0.05~0.1%(wt)；表面活性劑其占總?cè)芤旱臐舛葹?0×10-5~25×10-5mol/L；酸性水溶液量以使脫硫液的pH值在8.5~9.0為準；余量為水。本發(fā)明的氣體脫硫劑能夠廣泛地應用于天然氣脫硫、煙氣脫硫等氣體脫硫脫碳領域。
文檔編號B01D53/78GK102921282SQ20121045869
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者王樹立, 馬路, 李恩田, 周詩崠 申請人:常州大學