活性炭基脱硫剂吸附脱除天然气中H2S的研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com天然气化工2011年第36卷活性炭基脱硫剂吸附脱除天然气中H2s的研究樊辉，陈陆建，赵红，甑建，孙文成，胡康宁(1．新疆三叶管道技术有限责任公司，克拉玛依834002；2．中石油新疆油田分公司，克拉玛依834000)摘要：以活性炭为载体，采用浸渍法制备了以CuO为活性组分的活性炭基的天然气脱硫剂CuO／AC，考察了脱硫剂的制备条件对脱硫效果的影响，并对脱硫剂性能进行了评价。研究结果表明，适宜的脱硫剂制备条件为，当活性组分含量5．0％，焙烧温度350％，焙烧时间1．0h一2．oh时，脱硫

2、效果最好，穿透硫容可达20．80％。在气体空速为600h~800h～，温度20℃，压力常压条件下，本研究的吸附剂的脱硫性能好于国外的RGM。关键词：天然气；活性炭；脱硫剂；制备；H2S中图分类号：TE624．5+4文献标识码：A文章编号：1001—9219(2011)Ol一34—05天然气作为一种绿色洁净能源，其开发和利用除H2S。传统活性炭脱硫由于吸附和反应速率低，且越来越受到人们的重视，各国对天然气质量都有相硫容较低，难达到工业脱硫要求。浸渍活性炭脱硫应的净化标准。发展天然气工业，必须研究发展天克服了上述缺点，利用活

3、性炭材料的特殊表面结然气脱硫技术，天然气中硫化物以H2s为主，还有构，在浸渍剂的协同作用下通过吸附、催化氧化实少量硫醇、硫醚。硫化氢在湿热条件下对设备、管道现H2S的净化。该过程具有脱硫反应速度快、硫容等有强烈的腐蚀性，输气管网受H2S腐蚀导致开裂高等特点，倍受研究者青睐【】捌。浸渍活性炭更适用造成的破坏事故时有发生；当作为生产原料气时会于低浓度H的精细脱除。因此，研究低浓度H2S使催化剂中毒，影响产品和部分中间产品的质量；脱除更具有现实意义。被人吸入体内会进入血液与血红蛋白结合而使人1实验部分中毒，硫化氢燃烧生成SO，

4、对大气造成污染。为此，我国及国外一些国家对不同环境下的H2s浓度进1．1脱硫剂制备行了严格限制，要求在应用之前必须经过脱硫处理脱硫剂载体是市售煤制柱状颗粒活性炭，常温(天然气经脱硫后H2S含量≤5mg／m3)。目前高硫天下，采用等体积浸渍法制备脱硫剂。配制一定然气通过湿法脱硫技术处理。湿法脱硫处理量大，Cu(N03)浓度的溶液，并在溶液中添加少量助剂制操作连续，适用于天然气处理量大、硫化氢含量高成浸渍剂，将活性炭浸入上述溶液中，并充分搅拌，的场合，但是，脱硫精度差，脱硫后天然气中仍含有制成相应的脱硫剂。放置数小时待其自然

5、晾干。在20mg／m-100mg／m的硫化氢，天然气达不到国家标120~C下烘干约6h，并在N保护下，在马弗炉中焙准。需要对天然气进行二次脱硫，二次脱硫一般采烧一定时间，然后置于干燥器中备用。用干法脱硫，干法包括氧化铁法、氧化锌法、活性炭1．2脱硫剂脱硫性能评价法、分子筛法等，干法适用于低含硫气体处理，以其1．2．1实验原料工艺简单、操作方便、脱硫精度高、能耗低而被广泛原料天然气为市售天然气，(D(CH)>98％，天然应用。氧化铁因按化学吸收机理脱硫，故在有氧或气中H2s含量根椐实验要求配制。或者使用克拉玛无氧气氛下均可

6、应用，但空速不能太高，耐水性较依油田的天然气，其体积组成为CH487．77％，C25．28％，C32．26％，C41-37％，C50．5％，C60．21％，CO2低(现耐水性能已有一定程度的提高)。氧化锌存在能耗高、开车时间长、价格贵等缺点。0．88％，N21．68％。活性炭类脱硫剂常用于有氧、高湿度气氛中脱脱硫剂为自制。1．2．2实验装置收稿日期：2010—07—18；作者简介：樊辉(1971一)，男，工程师脱硫剂的性能评价在自制的固定床反应装置电话13899565116，电邮zhouguanglin2@l63．eom

7、。上进行，图1为流程示意图，共有原料气、氧气、干学兔兔www.xuetutu.com第1期樊辉等：活性炭基脱硫剂吸附脱除天然气中Hs的研究35氮气和增湿氮气4路气体。原料气是用纯H2S与高2结果与讨论纯天然气配制而成。含H2S原料气以转子流量计计2．1不同产地的活性炭的脱硫性能量，用质量流量计控制其他气体流量。脱硫剂用量以不同产地的市售煤制活性炭为载体，其物化约为10mL~3OmL，填装在内径20ram玻璃管反应性质见表1。本研究所用活性炭的粒度为03mmx器中，置于恒温水浴内保持恒温。将吸附剂装入固(5~lO)mm。定

8、床反应器，在设定的反应温度与常压下，含硫天然气原料以一定流量进入反应器，经过吸附床层后表1各种活性炭的物理性质自反应器下端流出。每次实验前对脱硫剂预先增Table1Physicalpropertiesofseveralactivatedcarbons湿，使脱硫剂含水量达到与实验相同的相对湿度下的平衡状态。实验前通过混