专利名称：一种气体脱硫剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种气体脱硫剂，具体涉及一种添加了复合型表面活性剂的可再生的磷酸钠溶液。能够广泛地应用于天然气脱硫、烟气脱硫等气体脱硫脱碳领域。
背景技术：
当今人类使用的能源绝大多数是不可再生的煤炭、石油和天然气。目前国内含硫气田(硫的质量分数为2% — 4%)气产量约占全国气产量的60%，而绝大多数硫化物对于天然气来说都是有害的杂质，特别是硫化氢，不仅对储罐和管道等重要设备造成严重腐蚀，而且也严重危害大自然和人类的身体健康。要从根本上解决这些问题，就必须考虑脱除天然气中的硫化氢。工业上广为应用的脱硫装置为塔式结构，脱硫液为化学脱硫液。从经济角度考虑，所选用的化学脱硫液应当具备再生的性能，主要有醇胺、碳酸盐、柠檬酸钠、磷酸盐、氨水、海水等。磷酸盐属于多元弱酸盐，其水溶液具有一定的缓冲作用，对酸气的吸收容量较高，且具有一定的抗氧化性，如果控制好水溶液浓度，能很好地抑制硫代硫酸盐和其他杂质的生成。所以磷酸盐在脱硫领域具有很好的应用前景。但磷酸盐在水中的溶解度不是很高，单纯的利用磷酸盐水溶液脱硫效率不是很高，所以可以利用添加一些活性剂来提高其脱硫效率。而表面活性剂能够降低溶液的表面张力，当气体进入溶液中时能够产生大量的小气泡，从而增加了气液接触面积，有利于硫化氢的吸收。磷酸盐水溶液显碱性，所选择的表面活性应当具有耐碱性、耐盐性。为了能够产生大量的小气泡则要求该表面活性剂具有高的起泡性与稳定性。阴-非离子型表面活性剂综合了离子型与非离子型表面活性剂的众多优点，如良好的溶解性和稳定性、优良的耐盐抗温性能、良好的配伍性和高效发泡能力等。另外为了能够使产生的泡沫持久需添加一种稳泡剂与阴-非离子型表面活性剂配合使用。之所以采用阴-非离子表面活性剂主要是由于非离子型表面活性剂抗盐作用较好，而发泡能力稍差，阴离子型表面活性剂发泡能力好，但其抗盐作用较差。而当两者形成二元混合体系时，充分发挥了其各自的优点，克服了二者之不足。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供高效天然气脱硫剂。为达到上述目的，本发明采用如下技术方案
本发明主要是利用表面活性剂和酸性水溶液来维持脱硫液的PH值，以此来增加对硫化氢的吸收容量。本发明所述的一种天然气脱硫剂，其成分及配方比例为
盐:3 23% (wt)；
稳泡剂0. 05 O. 1% (wt)；
表面活性剂其占总溶液的浓度为10X10-5 25X10_5 mol/L ；
酸性水溶液量以使脱硫液的PH值在8. 5^9. O为准。余量为水。
其中所述的盐为十二水合磷酸钠(Na3PO4 12H20)；其中所述的稳泡剂为十二醇；其中所述的表面活性剂为阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的复合物，其中阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠(SDS)、α—烯烃磺酸钠(AOS)等的一种；非离子表面活性剂为烷基多糖苷(APG08-10)。阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂各占50%。
其中所述的酸为磷酸。
所述的一种天然气脱硫剂的制备方法，按照下述步骤进行按照上述比例，在 25 3(TC下先将磷酸钠溶于水中，加入稳泡剂与表面活性剂，搅拌2(Γ30分钟左右，用酸性水溶液调节到所需要的PH值。
本发明的优点在于(I)应用范围广。没有毒性，可再生性能好，能够在天然气脱硫、烟气脱硫脱碳等领域广泛应用。
(2)脱硫效果好。复合脱硫剂有效的降低了表面张力。通过表面张力测定，在同样温度条件下复合脱硫剂比单一成分碳酸钠表面张力降低15 33%，使气体容易形成小气泡， 有效地增大了气液比表面积，提高了传质速率，使脱硫效率达95%以上。
(3)成本低，经济性好。本发明的活性脱硫剂成本低，用量少，酸性负荷高，脱硫效率高且耗能少。将硫化氢解吸出来，能实现资源化利用。表面活性剂的存在还能有效地去除污垢，防止污染物的累积。
图I为天然气脱硫工艺装置图I.气瓶；2.压力计；3.流量计；4.气体分布器；5.脱硫液箱；6.泵；7.脱硫塔；8.色谱仪;9.温度计。
具体实施方式
实施例I按十二水合磷酸钠占溶液的质量百分含量为3. 0% (300g)，十二醇为O. 05% (5. 2g)， 水(10000g)，阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠和非离子表面活性剂烷基多糖苷的浓度均为5X10_5mol/L (mol)。按照上述比例，在25 30°C下先将磷酸钠溶于水中，加入稳泡剂与表面活性剂，之后搅拌2(Γ30分钟，加入磷酸水溶液使其pH值在8. 5^9. O,配置脱硫液。
实施例2按十二水合磷酸钠占溶液的质量百分含量为23. 0% (3000g)，十二醇为0. 05%(6. 5g)， 水(10000g)，阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠和非离子表面活性剂烷基多糖苷的浓度均为5X10_5mol/L (mol)。按照上述比例，在25 30°C下先将磷酸钠溶于水中，加入稳泡剂与表面活性剂，搅拌2(Γ30分钟，加入磷酸水溶液使其pH值在8. 5^9. O,配置脱硫液。
实施例3按十二水合磷酸钠占溶液的质量百分含量为23. 0% (3000g)，十二醇为0. 1% (13g)， 水(lOOOOg)，阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠和非离子表面活性剂烷基多糖苷的浓度均4为12. 5X10_5mOl/L(mOl)。按照上述比例，在25 30°C下先将磷酸钠溶于水中，加入稳泡剂与表面活性剂，搅拌2(Γ30分钟，加入磷酸水溶液使其pH值在8. 5^9. O,配置脱硫液。实施例4
按十二水合磷酸钠占溶液的质量百分含量为3. 0% (300g)，十二醇为O. 05%(5. 2g)，水(IOOOOg),阴离子表面活性剂α —烯烃磺酸钠和非离子表面活性剂烷基多糖苷的浓度均为5X10_5mol/L (mol)。按照上述比例，在25 30°C下先将磷酸钠溶于水中，加入稳泡剂与表面活性剂，搅拌2(Γ30分钟，加入磷酸水溶液使其pH值在8. 5^9. O,配置脱硫液。实施例5天然气脱硫剂的脱硫实验
按照如图I所示天然气脱硫工艺流程图，含硫化氢为5%的天然气从气瓶I中经过压力 计2并经过流量计3计量流量，流量设定为I m3/h，3 m3/h，5 m3/h，7 m3/h。气体计量后进入脱硫塔7，脱硫塔7的直径100_，高1500_。在脱硫塔底部安装的气体分布器4可将气体形成气泡。脱硫液箱5内装有电加热器，可以改变液体温度，本实施例中设定温度23°C，由温度计9得出进入塔内的脱硫液温度。通过泵6进行循环，气体中的硫化氢在脱硫塔7内被脱硫液吸收。净化后的气体流出脱硫塔7进入色谱仪8进行分析。在上述条件下连续运行30分钟，脱硫效率在91. 29Γ96. 7%范围内。抽取硫化氢含量为100mg/m3的脱硫液富液1L，利用真空膜蒸馏法分别在55°C和65°C下进行解吸再生，富液流量控制在50L/h，经过30分钟的再生实验表明再生率可达95%以上，结果见表2。表I脱硫实验
权利要求
1.一种气体脱硫剂，其特征在于其成分及配方比例为 十二水合磷酸钠3 23% (Wt); 十二醇0. 05 O. 1% (wt)； 表面活性剂其占总溶液的浓度为10X10-5 25X10_5 mol/L ； 酸性水溶液量以使脱硫液的PH值在8. 5^9. O为准； 余量为水； 其中所述的表面表面活性剂为阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的复合物，阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂各占50% ； 其中所述的酸为磷酸。
2.根据权利要求I所述的气体脱硫剂，其特征在于所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠或α—烯烃磺酸钠；非离子表面活性剂为烷基多糖苷。
3.一种天然气脱硫剂的制备方法，步骤如下按照权利要求I所述配比，在25 30°C下先将磷酸钠溶于水中，加入十二醇和表面活性剂，搅拌2(Γ30分钟左右，用酸性水溶液调节pH 为 8. 5 9. O。
全文摘要
本发明涉及一种气体脱硫剂，具体涉及一种添加了复合型表面活性剂的可再生的磷酸钠溶液。所述气体脱硫剂配方为十二水合磷酸钠3~23%(wt)；十二醇0.05~0.1%(wt)；表面活性剂其占总溶液的浓度为10×10-5~25×10-5mol/L；酸性水溶液量以使脱硫液的pH值在8.5~9.0为准；余量为水。本发明的气体脱硫剂能够广泛地应用于天然气脱硫、烟气脱硫等气体脱硫脱碳领域。
文档编号B01D53/78GK102921282SQ20121045869
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月15日 优先权日2012年11月15日
发明者王树立, 马路, 李恩田, 周诗岽 申请人:常州大学