一种高效脱硫方法

摘要

本发明涉及一种高效脱硫方法，使用高效脱硫剂对焦炉煤气进行脱硫处理；高效脱硫剂的制备过程包括以下步骤：其制备过程包括以下步骤：a)将多孔硅胶浸泡于极性溶剂中使其极化；b)干燥极化后的硅胶；c)将干燥后的极化硅胶浸泡于混合硅烷改性剂中，对所述硅胶进行改性处理；d)改性后进行干燥，得到高效脱硫剂；所述极性溶剂为四氢呋喃、甲苯、丙酮中的至少一种。本发明提供的高效脱硫方法具有较高的硫容及脱硫深度，对焦炉煤气脱硫化氢时，使得硫容最高可达23％，远优于现有技术，具有优异的脱硫性能。

权利要求

1.一种高效脱硫方法，其特征在于，使用高效脱硫剂对焦炉煤气进行脱硫处理；所述高效脱硫剂的制备过程包括以下步骤：a)将多孔硅胶浸泡于极性溶剂A中使其极化；

b)干燥极化后的硅胶；

c)将干燥后的极化硅胶浸泡于混合硅烷改性剂中，对所述硅胶进行改性处理；

d)改性后进行干燥，得到高效脱硫剂；

所述极性溶剂A为四氢呋喃、甲苯、丙酮中的至少一种；

所述混合硅烷改性剂为硅烷偶联剂A和硅烷偶联剂B的混合物，其中，混合硅烷偶联剂中硅烷偶联剂A与硅烷偶联剂B的质量比为1:1；

所述硅烷偶联剂A的结构式为：

所述硅烷偶联剂B的结构式为：

2.如权利要求1所述的高效脱硫方法，其特征在于，所述步骤a)过程如下：将多孔硅胶浸泡于极性溶剂A中搅拌，保持温度70～90℃，维持时间4～6小时。

3.如权利要求1所述的高效脱硫方法，其特征在于，所述步骤b)过程如下：在干燥炉中通入N2，所述N2纯度>99％，取出步骤a)中极化后的硅胶，放入干燥炉中，保持温度100～120℃，维持时间1～2小时。

4.如权利要求1所述的高效脱硫方法，其特征在于，所述步骤c)过程如下：将干燥后的极化硅胶放入改性器中，使所述极化硅胶浸泡于混合硅烷改性剂中，搅拌，保持温度70～90℃，维持时间3～5小时。

5.如权利要求1所述的高效脱硫方法，其特征在于，所述步骤d)过程如下：在干燥炉中通入N2，N2纯度>99％，取出改性后的硅胶，置入干燥炉中，保持温度100～120℃，维持时间

2.5～3.5小时；干燥后得到高效脱硫剂。

说明书

一种高效脱硫方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种高效脱硫方法。

背景技术

[0002] 煤炭是世界上丰富的化石燃料资源，我国既是煤炭的生产国，也是煤炭的消费国，且消费量一直呈增长趋势，煤炭在我国的一次能源结构中占比达到70％以上。传统的煤炭利用技术落后，造成煤炭利用过程中效率低下、污染严重等问题。煤炭并非污染源，只是因利用转化技术落后，带来了严重环境污染问题。为了解决煤炭利用率低、污染严重问题，我国已经开始推行洁净煤技术。

[0003] 洁净煤技术中的煤气化和焦化技术是实现煤炭清洁、高效利用的重要途径。通过煤炭的气化和焦化过程产生的煤制气主要成分是氢气和甲烷，以及一氧化碳、二氧化碳、氧气、氮气等气体；存在于煤制气中以硫化氢为主的含硫气体存在会致使后续合成工段催化剂中毒、腐蚀仪器设备、导致产品质量下降及破坏生态环境，最终妨碍煤制气绿色、清洁、高效开发与利用。因此，煤制气的脱硫净化非常必要。

[0004] 煤制气脱硫净化方法中的干法脱硫技术因脱硫温度区域宽、精度高、效率高、可脱除多种形态硫化物等优点而被应用于脱除煤制气中硫化物。其主要是利用了固体脱硫剂与硫化氢等含硫组分之间的反应，进而达到脱除煤制气中硫化物的目的。干法脱硫技术中的金属氧化物脱硫剂是具有潜力的煤制气净化吸附剂。

[0005] CN103785351B公开了一种硅胶改性脱硫剂及其制备方法和应用，所述硅胶改性脱硫剂的制备方法，包括以下步骤：a)将多孔硅胶浸泡于极性溶剂A中使其极化；b)干燥所述极化后的硅胶；c)将干燥后的极化硅胶浸泡于硅烷改性剂B中,对所述硅胶进行改性，得到硅胶改性脱硫剂。该发明提供的硅胶改性脱硫剂具有较高的硫容及脱硫深度，对焦炉煤气脱硫化氢时，使得硫容由最高10％增加至15％以上，脱硫深度最低可使硫化氢含量降至0.1mg/Nm3以下；具有优异的脱硫性能。

[0006] 然而，随着环境保护的形势不断研究，上述专利的脱硫剂难以满足高效脱硫的要求。

发明内容

[0007] 为了解决现有技术中脱硫剂难以满足高效脱硫的要求，本发明提出了如下技术方案：

[0008] 一种高效脱硫方法，使用高效脱硫剂对焦炉煤气进行脱硫处理；

[0009] 所述高效脱硫剂的制备过程包括以下步骤：

[0010] a)将多孔硅胶浸泡于极性溶剂A中使其极化；

[0011] b)干燥极化后的硅胶；

[0012] c)将干燥后的极化硅胶浸泡于混合硅烷改性剂中，对所述硅胶进行改性理；

[0013] d)改性后进行干燥，得到高效脱硫剂；

[0014] 所述极性溶剂A为四氢呋喃、甲苯、丙酮中的至少一种。

[0015] 优选地，所述步骤a)过程如下：将多孔硅胶浸泡于极性溶剂A中搅拌，保持温度70～90℃，维持时间4～6小时。

[0016] 优选地，所述步骤b)过程如下：在干燥炉中通入N2，所述N2纯度>99％，取出步骤a)中极化后的硅胶，放入干燥炉中，保持温度100～120℃，维持时间1～2小时。

[0017] 优选地，所述步骤c)过程如下：将干燥后的极化硅胶放入改性器中，使所述极化硅胶浸泡于混合硅烷改性剂中，搅拌，保持温度70～90℃，维持时间3～5小时；

[0018] 优选地，所述步骤d)中过程如下：在干燥炉中通入N2，N2纯度>99％，取出改性后的硅胶，置入干燥炉中，保持温度100～120℃，维持时间2.5～3.5小时；干燥后得到高效脱硫剂。

[0019] 优选地，所述混合硅烷改性剂为硅烷偶联剂A和硅烷偶联剂B的混合物，其中，混合硅烷偶联剂中硅烷偶联剂A与硅烷偶联剂B的质量比为1:1；

[0020] 所述硅烷偶联剂A的结构式为：

[0021]

[0022] 所述硅烷偶联剂B的结构式为：

[0023]

[0024] 本发明的技术方案具有如下由益效果：

[0025] 本发明提供的高效脱硫方法具有较高的硫容及脱硫深度，对焦炉煤气脱硫化氢时，使得硫容由最高可达23％，远优于现有技术，具有优异的脱硫性能。

具体实施方式

[0026] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例和对比例，对本发明进行进一步详细说明。

[0027] 实施例1

[0028] 一种高效脱硫方法，使用高效脱硫剂对焦炉煤气进行脱硫处理；

[0029] 所述高效脱硫剂的制备过程包括以下步骤：

[0030] a)将多孔硅胶浸泡于极性溶剂A中使其极化；

[0031] b)干燥极化后的硅胶；

[0032] c)将干燥后的极化硅胶浸泡于混合硅烷改性剂中，对所述硅胶进行改性理；

[0033] d)改性后进行干燥，得到高效脱硫剂；

[0034] 所述极性溶剂A为四氢呋喃。

[0035] 所述步骤a)过程如下：将多孔硅胶浸泡于极性溶剂A中搅拌，保持温度70℃，维持时间4小时。

[0036] 所述步骤b)过程如下：在干燥炉中通入N2，所述N2纯度>99％，取出步骤a)中极化后的硅胶，放入干燥炉中，保持温度100℃，维持时间1小时。

[0037] 所述步骤c)过程如下：将干燥后的极化硅胶放入改性器中，使所述极化硅胶浸泡于混合硅烷改性剂中，搅拌，保持温度70℃，维持时间3小时；

[0038] 所述步骤d)中过程如下：在干燥炉中通入N2，N2纯度>99％，取出改性后的硅胶，置入干燥炉中，保持温度100℃，维持时间2.5小时；干燥后得到高效脱硫剂。

[0039] 所述混合硅烷改性剂为硅烷偶联剂A和硅烷偶联剂B的混合物，其中，混合硅烷偶联剂中硅烷偶联剂A与硅烷偶联剂B的质量比为1:1；

[0040] 所述硅烷偶联剂A的结构式为：

[0041]

[0042] 所述硅烷偶联剂B的结构式为：

[0043]

[0044] 实施例2

[0045] 一种高效脱硫方法，使用高效脱硫剂对焦炉煤气进行脱硫处理；

[0046] 所述高效脱硫剂的制备过程包括以下步骤：

[0047] a)将多孔硅胶浸泡于极性溶剂A中使其极化；

[0048] b)干燥极化后的硅胶；

[0049] c)将干燥后的极化硅胶浸泡于混合硅烷改性剂中，对所述硅胶进行改性理；

[0050] d)改性后进行干燥，得到高效脱硫剂；

[0051] 所述极性溶剂A为甲苯。

[0052] 所述步骤a)过程如下：将多孔硅胶浸泡于极性溶剂A中搅拌，保持温度80℃，维持时间5小时。

[0053] 所述步骤b)过程如下：在干燥炉中通入N2，所述N2纯度>99％，取出步骤a)中极化后的硅胶，放入干燥炉中，保持温度110℃，维持时间1.5小时。

[0054] 所述步骤c)过程如下：将干燥后的极化硅胶放入改性器中，使所述极化硅胶浸泡于混合硅烷改性剂中，搅拌，保持80℃，维持时间4小时；

[0055] 所述步骤d)中过程如下：在干燥炉中通入N2，N2纯度>99％，取出改性后的硅胶，置入干燥炉中，保持温度110℃，维持时间3小时；干燥后得到高效脱硫剂。

[0056] 所述混合硅烷改性剂为硅烷偶联剂A和硅烷偶联剂B的混合物，其中，混合硅烷偶联剂中硅烷偶联剂A与硅烷偶联剂B的质量比为1:1；

[0057] 所述硅烷偶联剂A的结构式为：

[0058]

[0059] 所述硅烷偶联剂B的结构式为：

[0060]

[0061] 实施例3

[0062] 一种高效脱硫方法，使用高效脱硫剂对焦炉煤气进行脱硫处理；

[0063] 所述高效脱硫剂的制备过程包括以下步骤：

[0064] a)将多孔硅胶浸泡于极性溶剂A中使其极化；

[0065] b)干燥极化后的硅胶；

[0066] c)将干燥后的极化硅胶浸泡于混合硅烷改性剂中，对所述硅胶进行改性理；

[0067] d)改性后进行干燥，得到高效脱硫剂；

[0068] 所述极性溶剂A为丙酮。

[0069] 所述步骤a)过程如下：将多孔硅胶浸泡于极性溶剂A中搅拌，保持温度90℃，维持时间6小时。

[0070] 所述步骤b)过程如下：在干燥炉中通入N2，所述N2纯度>99％，取出步骤a)中极化后的硅胶，放入干燥炉中，保持温度120℃，维持时间2小时。

[0071] 所述步骤c)过程如下：将干燥后的极化硅胶放入改性器中，使所述极化硅胶浸泡于混合硅烷改性剂中，搅拌，保持温度90℃，维持时间5小时；

[0072] 所述步骤d)中过程如下：在干燥炉中通入N2，N2纯度>99％，取出改性后的硅胶，置入干燥炉中，保持温度120℃，维持时间3.5小时；干燥后得到高效脱硫剂。

[0073] 所述混合硅烷改性剂为硅烷偶联剂A和硅烷偶联剂B的混合物，其中，混合硅烷偶联剂中硅烷偶联剂A与硅烷偶联剂B的质量比为1:1；

[0074] 所述硅烷偶联剂A的结构式为：

[0075]

[0076] 所述硅烷偶联剂B的结构式为：

[0077]

[0078] 对比例1

[0079] 一种高效脱硫方法，使用高效脱硫剂对焦炉煤气进行脱硫处理；

[0080] 所述高效脱硫剂的制备过程包括以下步骤：

[0081] a)将多孔硅胶浸泡于极性溶剂A中使其极化；

[0082] b)干燥极化后的硅胶；

[0083] c)将干燥后的极化硅胶浸泡于硅烷改性剂A中，对所述硅胶进行改性理；

[0084] d)改性后进行干燥，得到高效脱硫剂；

[0085] 所述极性溶剂A为甲苯。

[0086] 所述步骤a)过程如下：将多孔硅胶浸泡于极性溶剂A中搅拌，保持温度80℃，维持时间5小时。

[0087] 所述步骤b)过程如下：在干燥炉中通入N2，所述N2纯度>99％，取出步骤a)中极化后的硅胶，放入干燥炉中，保持温度110℃，维持时间1.5小时。

[0088] 所述步骤c)过程如下：将干燥后的极化硅胶放入改性器中，使所述极化硅胶浸泡于硅烷改性剂A中，搅拌，保持80℃，维持时间4小时；

[0089] 所述步骤d)中过程如下：在干燥炉中通入N2，N2纯度>99％，取出改性后的硅胶，置入干燥炉中，保持温度110℃，维持时间3小时；干燥后得到高效脱硫剂。

[0090] 所述硅烷偶联剂A的结构式为：

[0091]

[0092] 对比例2

[0093] 一种高效脱硫方法，使用高效脱硫剂对焦炉煤气进行脱硫处理；

[0094] 所述高效脱硫剂的制备过程包括以下步骤：

[0095] a)将多孔硅胶浸泡于极性溶剂A中使其极化；

[0096] b)干燥极化后的硅胶；

[0097] c)将干燥后的极化硅胶浸泡于硅烷改性剂B中，对所述硅胶进行改性理；

[0098] d)改性后进行干燥，得到高效脱硫剂；

[0099] 所述极性溶剂A为甲苯。

[0100] 所述步骤a)过程如下：将多孔硅胶浸泡于极性溶剂A中搅拌，保持温度80℃，维持时间5小时。

[0101] 所述步骤b)过程如下：在干燥炉中通入N2，所述N2纯度>99％，取出步骤a)中极化后的硅胶，放入干燥炉中，保持温度110℃，维持时间1.5小时。

[0102] 所述步骤c)过程如下：将干燥后的极化硅胶放入改性器中，使所述极化硅胶浸泡于硅烷改性剂B中，搅拌，保持80℃，维持时间4小时；

[0103] 所述步骤d)中过程如下：在干燥炉中通入N2，N2纯度>99％，取出改性后的硅胶，置入干燥炉中，保持温度110℃，维持时间3小时；干燥后得到高效脱硫剂。

[0104] 所述硅烷偶联剂B的结构式为：

[0105]

[0106] 对比例3

[0107] 一种高效脱硫方法，使用高效脱硫剂对焦炉煤气进行脱硫处理；

[0108] 所述高效脱硫剂的制备过程包括以下步骤：

[0109] a)将多孔硅胶浸泡于极性溶剂A中使其极化；

[0110] b)干燥极化后的硅胶；

[0111] c)将干燥后的极化硅胶浸泡于硅烷改性剂C中，对所述硅胶进行改性理；

[0112] d)改性后进行干燥，得到高效脱硫剂；

[0113] 所述极性溶剂A为甲苯。

[0114] 所述步骤a)过程如下：将多孔硅胶浸泡于极性溶剂A中搅拌，保持温度80℃，维持时间5小时。

[0115] 所述步骤b)过程如下：在干燥炉中通入N2，所述N2纯度>99％，取出步骤a)中极化后的硅胶，放入干燥炉中，保持温度110℃，维持时间1.5小时。

[0116] 所述步骤c)过程如下：将干燥后的极化硅胶放入改性器中，使所述极化硅胶浸泡于硅烷改性剂C中，搅拌，保持80℃，维持时间4小时；

[0117] 所述步骤d)中过程如下：在干燥炉中通入N2，N2纯度>99％，取出改性后的硅胶，置入干燥炉中，保持温度110℃，维持时间3小时；干燥后得到高效脱硫剂。

[0118] 所述硅烷偶联剂C的结构式为：

[0119]

[0120] 效果表征：通过上述步骤制得的高效脱硫剂用于对焦炉煤气进行脱硫处理。焦炉煤气指标如下：硫化氢800mg/Nm3，温度45℃，压力12KPa(表压)，以硫容来表征脱硫效果，结果如下：

[0121]

[0122]

[0123] 上表中，“O”表示添加该成分，“X”表示没有添加该成分。

[0124] 上述结果表明：(1)相比于现有技术中使用硅烷偶联剂C，使用硅烷偶联剂A或硅烷偶联剂B更有利于提高改性效果，并可以在一定程度上提高脱硫剂的脱硫效果；(2)相比于使用单一的硅烷偶联剂A或硅烷偶联剂B，同时使用硅烷偶联剂A或硅烷偶联剂B对硅胶进行改性更有利于提高脱硫剂的脱硫效果，也就是说，硅烷偶联剂A和硅烷偶联剂B联合使用能够产生协同增效的技术效果。