用活性炭的还原性，将 金属离子还原成单质或低价态的离子。通过金属或金属离子对被吸附物较强的结合力，从 而增加活性炭对被吸附物的吸附能力。本发明中引入的金属添加剂ZnO和NiO可直接与待 吸附的气体组分发生化学反应；并可以改善活性炭的催化性能。因而，制备的吸附剂同时解 决了现有吸附剂的净化精度低、吸附容量低、再生稳定性差等一系列问题。通过本发明制备 的脱硫剂取得了较好的技术效果。
[0017] 使用本发明的吸附剂，对天然气原料中的h2s、cos、甲硫醇、乙硫醚同时进行脱除 的方法，在温度为10?65 〇C，压力为0?8. 0MPa，相对湿度为109T95%，氧气浓度为0. 2? 2%，气体体积空速为500?3000 1T1的条件下，天然气原料经过装填有活性炭脱硫吸附剂的 反应器进行吸附净化，得到净化后的天然气。 净化后天然气原料中的H2S、C0S、甲硫醇、乙硫醚含量均达0. 3ppmv以下，H2S的脱除 率为100%，H2S的穿透硫容可达131mg/g以上，C0S的脱除率为99. 5%，C0S的穿透硫容 可达81mg/g以上，甲硫醇的脱除率为100%，甲硫醇的穿透硫容可达120mg/g以上，乙硫 醚的脱除率为99. 6%，乙硫醚的穿透吸附容量可达130mg/g以上，H2S、C0S、甲硫醇、乙硫 醚的穿透吸附容量均比同类技术提高了 20%以上，取得了较好的技术效果。
[0018] 下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但本发明的范围不受这些实施例的限 制。
【具体实施方式】
[0019]【实施例1】 含有A1203、ZnO、NiO和P205的浸渍改性活性炭吸附剂，按等量浸渍制备过程如下。首 先，称取7. 5g硝酸铝A1 (N03) 3 ? 9H20,加入到100ml去离子水中，配制含A1 (N03) 3摩尔浓度 为0. 2mol/L的溶液I，在溶液I中加入质量浓度为86%的浓H3P04 1. 2g，配制成含P0广的 浓度为〇. 10mol/L的溶液II ;在溶液II中加入2. 91gNi(N03)2?6H20,配制成含Ni2+摩尔 浓度为〇. 1mol/L的溶液III;在溶液III中加入5. 95gZn(N03)2，6H20配制成含Zn2+摩 尔浓度为0.2mol/L的溶液IV。通过预备实验，预先测得活性炭的吸水率。准确称取100g 活性炭，根据前面测的吸水率，取60ml前面配制的溶液IV，将该溶液倒入装有活性炭的容 器中充分搅拌，混合均匀。晾干后，经过烘干，在500°C下焙烧8小时，磨碎、过筛取吸附剂 颗粒直径为1700ym，在300 °C烘干直至质量不再减少，得到1 #活性炭脱硫吸附剂。
[0020] 在固定床装置上，使用本发明的吸附剂，进行天然气中低浓度!!#、C0S、甲硫醇、乙 硫醚的同时吸附脱除，即吸附脱硫剂净化性能评价。天然气原料中硫组分的含量如下，H2S: 97. 2ppmv,COS:6. 9ppmv,甲硫醚：8. 1ppmv,乙硫醚：2. 4ppmv;吸附剂脱硫考评实验条 件为：在温度为30°C，压力为2. 0MPa，相对湿度为80%，氧气浓度为0. 5%，气体体积空速为 2000 1T1的条件下，天然气原料经过装填有活性炭脱硫吸附剂的反应器进行吸附净化，得到 净化后的天然气。脱硫率和穿透硫容等考评结果在表2中给出。
[0021] 【实施例2】 含有Al203、Zn0、Ni0和P205的浸渍改性活性炭吸附剂，按过量浸渍方法制备过程如下。 首先，称取7. 5g硝酸铝（A1 (N03) 3 ? 9H20)，加入到100ml去离子水中，配制含A1 (N03) 3摩尔 浓度为〇. 2mol/L的溶液I，在溶液I中加入质量浓度为86%的浓H3P04 1. 2g，配制成含 P0广的浓度为0.10mol/L的溶液II ;在溶液II中加入2.91gNi(N03)2.6H20,配制成含Ni2+ 摩尔浓度为〇. 1mol/L的溶液III;在溶液III中加入5. 95gZn(N03)2 ? 6H20配制成含 Zn2+摩尔浓度为0.2mol/L的溶液IV。通过预备实验，预先测得活性炭的吸水率。准确称 取l〇〇g活性炭。取60ml前面配制的溶液IV，将该溶液稀释至100ml。将该溶液倒入装有 活性炭的容器中充分搅拌，混合均匀。加热烘干，在500°C下焙烧8小时，磨碎、过筛取吸附 剂颗粒直径为1700ym，在300 °C烘干直至质量不再减少，得到活性炭脱硫吸附剂。
[0022] 在固定床装置上，使用本发明的吸附剂，进行天然气中低浓度!!#、C0S、甲硫醇、乙 硫醚的同时吸附脱除，即吸附脱硫剂净化性能评价。天然气原料中硫组分的含量如下，H2S: 97. 2ppmv，COS:6. 9ppmv，甲硫醚：8. 1ppmv，乙硫醚：2. 4ppmv;吸附剂脱硫考评实验条 件为：在温度为30°C，压力为2. 0MPa，相对湿度为80%，氧气浓度为0. 5%，气体体积空速为 2000 1T1的条件下，天然气原料经过装填有活性炭脱硫吸附剂的反应器进行吸附净化，得到 净化后的天然气。脱硫率和穿透硫容等考评结果在表2中给出。
[0023] 【实施例3?18】 按照实施例1的各个步骤与条件制备浸渍活性炭吸附剂并考评。只是改变浸渍溶液浓 度、组成或制备条件，改变的条件列于表1。吸附剂脱硫考评实验条件为：在温度为30°C，压 力为2. 0MPa，相对湿度为80%，氧气浓度为0. 5%，气体体积空速为2000 1T1的条件下，含有 低浓度H2S、C0S、甲硫醇、乙硫醚的天然气原料经过装填有活性炭脱硫吸附剂的反应器进行 吸附净化，得到净化后的天然气。天然气原料中硫组分的含量如下，H2S:97. 2ppmv，C0S: 6. 9ppmv,甲硫醚：8. 1ppmv,乙硫醚：2. 4ppmv。脱硫率和穿透硫容等考评结果在表2中给 出。
[0024]表1
【主权项】
1. 一种改性活性炭脱硫吸附剂，以重量份数计，包括以下组分： a) 75~95份活性炭载体，活性炭载体选自煤质活性炭、木质活性炭、果壳炭和竹炭中 的至少一种； b) 1?10份金属Al的氧化物Al2O3 ; c) 1?5份金属Ni的氧化物NiO ; d) 1?5份金属Zn的氧化物ZnO ; e) 0?5份磷的氧化物P2O5。
2. 根据权利要求1所述的改性活性炭脱硫吸附剂，其特征在于活性炭载体为选自煤质 活性炭和果壳炭中的至少一种；以吸附剂重量份数计，活性炭载体的含量为85?95份。
3. 根据权利要求1所述的改性活性炭脱硫吸附剂，其特征在于以吸附剂的重量份数 计，Al2O3的含量为2?8份。
4. 根据权利要求1所述的改性活性炭脱硫吸附剂，其特征在于以吸附剂重量份数计， NiO的含量为2?3份。
5. 根据权利要求1所述的改性活性炭脱硫吸附剂，其特征在于以吸附剂重量份数计， ZnO的含量为2~4份。
6. 根据权利要求1所述的改性活性炭脱硫吸附剂，其特征在于以吸附剂重量份数计， P2O5的含量为〇. 2?3份。
7. 根据权利要求1所述的改性活性炭脱硫吸附剂，其特征在于制备的改性活性炭脱硫 吸附剂的比表面积彡150 m2/g，颗粒大小为1700?4800 Mm，耐机械压力强度彡40N/cm。
8. 权利要求1?7任一项所述的改性活性炭脱硫吸附剂的制备方法，依次包括以下步 骤： a) 称取含有金属Al的可溶性盐硝酸错，配制含Al (NO3) 3摩尔浓度为0. 1?0. 5 mol/ L的溶液I; b) 在溶液I中加入H3PO4，配制成溶液II含Ρ〇Λ的浓度为0?0. 20mol/L ; c) 在溶液II中加入Ni (NO3) 2 ·6Η20,配制成含Ni2+摩尔浓度为0. 03?0. 2 mol/L的溶 液 III ; d) 在溶液III中加入Zn(NO3)2 ·6Η20配制成含Zn2+摩尔浓度为0. 03?0. 2 mol/L的 溶液IV ; e) 用溶液IV对活性炭载体颗粒进行浸渍，浸渍在常温、常压下进行，晾干或加热烘 干，干燥后焙烧，制成改性活性炭脱硫吸附剂。
9. 根据权利要求8所述的改性活性炭脱硫吸附剂的制备方法，其特征在于步骤a)中， 配制的Al (NO3)3的摩尔浓度为0. 15?0.25 mol/L;步骤b)中，配制的溶液II含P043_的摩 尔浓度为〇· 05?0· 10mol/L ;步骤c)中，含Ni2+溶液的摩尔浓度为0· 05?0· 15 mol/L ; 步骤d)中，Zn2+摩尔浓度为0· 06?0· 12 mol/L。
10. -种脱除气体或液体原料中多种含硫化合物的方法，在温度为〇?65°C，压力为 0?8. 0 MPa，相对湿度为109Γ95%，氧浓度为0. 2?2%，气体体积空速为100?60001Γ1或 液体体积空速为1?10 IT1的条件下，含硫的气体或液体原料经过装填有权利要求1?7 任一项所述的改性活性炭脱硫吸附剂的反应器进行吸附净化，得到净化后的气体或液体原 料。
【专利摘要】本发明涉及一种活性炭脱硫吸附剂及其制备方法，主要解决现有气体原料吸附净化脱硫技术中存在单一吸附剂不能同时有效脱除多种硫化物、硫的脱除率低以及脱硫剂的穿透硫容低等问题。本发明通过采用含Al、Zn、Ni等金属的盐和H3PO4作为助剂对活性炭进行修饰改性，制成固体吸附剂及其制备方法的技术方案，较好地解决了该问题，可用于各种气体原料脱除含硫化合物的吸附净化工业生产中。
【IPC分类】B01D53-04, B01J20-30, B01J20-20
【公开号】CN104549143
【申请号】CN201310512570
【发明人】肖永厚, 洪涛, 王仰东, 刘苏
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月28日