專利名稱：一種鐵－堿脫硫催化劑的鐵添加劑制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含鐵脫硫催化劑的添加劑制備方法，具體涉及一種濕式氧化型鐵—堿脫硫催化劑在使用過程中補(bǔ)充鐵含量的鐵添加劑制備方法。
背景技術(shù)：
鐵—堿脫硫催化劑主要應(yīng)用于合成氨工業(yè)半水煤氣、變換氣中的脫硫、脫碳、脫氰；城市管道煤氣及其它工業(yè)的煙道氣的脫硫、脫碳、脫氰；油田及煉油廠的廢氣脫硫等場(chǎng)合。該催化劑為濕式氧化型脫硫催化劑，在使用中以堿性溶液作為催化劑的緩沖溶液，由于脫硫過程中脫硫液出現(xiàn)跑、冒、滴、漏現(xiàn)象；再生時(shí)隨著硫泡沫溢流回收硫磺造成脫硫液的損失；以及脫硫液中硫酸根、硫代硫酸根以及其它鹽類離子超過一定范圍時(shí)需將一部分脫硫液進(jìn)行處理等各種原因造成脫硫液中的鐵的總量降低，影響了脫硫效率。為使脫硫液保持足夠的總鐵含量，以往對(duì)各種含鐵脫硫催化劑，補(bǔ)充鐵含量采取的方式都是直接將鐵的可溶性鹽類加入到脫硫液中(即鐵添加劑為鐵的可溶性鹽類)，鐵的可溶性鹽類有鐵的硝酸、硫酸、鹽酸的高鐵、亞鐵鹽。氯根對(duì)設(shè)備有較嚴(yán)重的腐蝕作用，最常用的是亞鐵的硫酸鹽。從實(shí)際應(yīng)用效果看，不管采取何種可溶性鐵鹽，加入鹽后鐵進(jìn)入了配位絡(luò)合體，酸根離子即留在脫硫液中，酸根離子的大量累積會(huì)產(chǎn)生“離子效應(yīng)”或“鹽效應(yīng)”，影響催化氧化與再生。為此，本發(fā)明從改進(jìn)鐵添加的角度，提出一種更適合于鐵—堿脫硫催化劑的新生態(tài)活性鐵添加劑，以克服上述不足。

發(fā)明內(nèi)容
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種鐵—堿脫硫催化劑的鐵添加劑的制備方法，采用以下原料并按下列操作步驟進(jìn)行制備原料為(1)、含鐵的可溶性鹽類；(2)、堿性物質(zhì)，所述堿性物質(zhì)為下列各類物質(zhì)之一或一種以上的組合①、堿金屬的碳酸或碳酸氫鹽；②、銨的碳酸或碳酸氫鹽；
③、堿金屬的氫氧化物或氨水；操作步驟(1)、將上述兩種原料分別配制成溶液；(2)、將以上兩溶液在N2保護(hù)下隔絕空氣以及攪拌狀態(tài)下于反應(yīng)容器中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成具有活性的新生態(tài)的鐵的氫氧化物、碳酸鹽或堿式碳酸鹽沉淀物；(3)、將生成的沉淀物后處理獲得含水固體鐵添加劑，并密封包裝成產(chǎn)品。
上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容和變化解釋如下1、本發(fā)明反應(yīng)前必須先將兩種原料分別配制成溶液，然后才能混合進(jìn)行反應(yīng)。該反應(yīng)必須在隔絕空氣及氮?dú)獗Ｗo(hù)情況下進(jìn)行，否則空氣中的氧就會(huì)與鐵的新生態(tài)沉淀物反應(yīng)失去活性。獲得鐵添加劑產(chǎn)品后還應(yīng)對(duì)其密封包裝，使之隔絕空氣處于含水固體狀態(tài)。所述“具有活性”是指鐵添加劑可以在水溶液中與配位體形成可溶性絡(luò)合物。所述“新生態(tài)”是指反應(yīng)所生成的沉淀物與相同成分的普通固體物在絡(luò)合性上有本質(zhì)區(qū)別，新生態(tài)沉淀物具有絡(luò)合性，而普通固體物在堿性溶液中不具絡(luò)合性。
2、上述技術(shù)方案中，所述含鐵的可溶性鹽類可以為鐵(III)或鐵(II)的硝酸鹽、硫酸鹽或鹽酸鹽。最好用鐵(II)的硝酸鹽、硫酸鹽或鹽酸鹽。
3、上述技術(shù)方案中，所述堿性物質(zhì)為下列各類物質(zhì)之一或一種以上的組合(1)、鈉、鉀的碳酸或碳酸氫鹽；(2)、銨的碳酸或碳酸氫鹽；(3)、鈉、鉀的氫氧化物或氨水。
4、上述技術(shù)方案的操作步驟中所述第二步為將含鐵可溶性鹽類所配制的溶液加入反應(yīng)釜中，并在N2保護(hù)下隔絕空氣緩慢加入上述堿性物質(zhì)所配制的溶液，并攪拌進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成具有活性的新生態(tài)的鐵的氫氧化物、碳酸鹽或堿式碳酸鹽沉淀物。
本發(fā)明工作原理是采用含鐵的可溶性鹽類與堿性物質(zhì)反應(yīng)生成具有活性的新生態(tài)的鐵的氫氧化物、碳酸鹽或堿式碳酸鹽。該新生態(tài)活性添加劑加入脫硫液后，一部分與脫硫液中的配位體(如檸檬酸、氨基酸、水楊酸、磺基水楊酸、酒石酸等)形成絡(luò)合鐵化物，參與脫硫—再生過程中的氧化—還原反應(yīng)；另一部分與鐵(III)或鐵(II)價(jià)態(tài)形成氧化—還原平衡
這樣建立的三者平衡，可延緩脫硫液對(duì)設(shè)備及管路的腐蝕。
由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明采用一種新生態(tài)的具有活性的鐵的氫氧化物或碳酸鹽，進(jìn)入脫硫液后，此種鐵的添加劑即與脫硫液中的配位體絡(luò)合轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄缘蔫F的配位絡(luò)合物，起到了補(bǔ)充鐵的目的。
2、本發(fā)明所述的添加劑內(nèi)的鐵部分轉(zhuǎn)入了溶液后所剩余部分是碳酸根或氫氧根，本身就是體系的有效組分，除了可穩(wěn)定溶液的酸堿度外，不會(huì)對(duì)溶液產(chǎn)生“離子效應(yīng)”或“鹽效應(yīng)”，即不會(huì)影響脫硫及再生效率。
3、本發(fā)明添加劑保持了鐵的各價(jià)態(tài)的平衡，有效地緩解了對(duì)設(shè)備及管道的腐蝕。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例一配制10～30％(重量)的硫酸亞鐵的溶液，置于反應(yīng)釜中，在隔絕空氣及氮?dú)獗Ｗo(hù)下，攪拌加入一定濃度的碳酸鈉溶液，生成的沉淀經(jīng)洗滌、過濾得到上述的鐵的添加劑。
實(shí)施例二配制10～30％(重量)的氯化亞鐵的溶液，置于反應(yīng)釜中，在隔絕空氣及氮?dú)獗Ｗo(hù)下，攪拌加入一定濃度的氫氧化鈉溶液，生成的沉淀經(jīng)洗滌、過濾得到上述的鐵的添加劑。
權(quán)利要求
1.一種鐵—堿脫硫催化劑的鐵添加劑的制備方法，其特征在于采用以下原料并按下列操作步驟進(jìn)行制備原料為(1)、含鐵的可溶性鹽類；(2)、堿性物質(zhì)，所述堿性物質(zhì)為下列各類物質(zhì)之一或一種以上的組合①、堿金屬的碳酸或碳酸氫鹽；②、銨的碳酸或碳酸氫鹽；③、堿金屬的氫氧化物或氨水；操作步驟(1)、將上述兩種原料分別配制成溶液；(2)、將以上兩溶液在N2保護(hù)下隔絕空氣以及攪拌狀態(tài)下于反應(yīng)容器中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成具有活性的新生態(tài)的鐵的氫氧化物、碳酸鹽或堿式碳酸鹽沉淀物；(3)、將生成的沉淀物進(jìn)行后處理獲得含水固體鐵添加劑，并密封包裝成產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鐵添加劑的制備方法，其特征在于所述含鐵的可溶性鹽類為鐵(III)或鐵(II)的硝酸鹽、硫酸鹽或鹽酸鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述鐵添加劑的制備方法，其特征在于所述含鐵可溶性鹽為鐵(II)的硝酸鹽、硫酸鹽或鹽酸鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述鐵添加劑的制備方法，其特征在于所述堿性物質(zhì)為下列各類物質(zhì)之一或一種以上的組合(1)、鈉、鉀的碳酸或碳酸氫鹽；(2)、銨的碳酸或碳酸氫鹽；(3)、鈉、鉀的氫氧化物或氨水。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述鐵添加劑的制備方法，其特征在于操作步驟中所述第二步為將含鐵可溶性鹽類所配制的溶液加入反應(yīng)釜中，并在N2保護(hù)下隔絕空氣緩慢加入上述堿性物質(zhì)所配制的溶液，并攪拌進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成具有活性的新生態(tài)的鐵的氫氧化物、碳酸鹽或堿式碳酸鹽沉淀物。
全文摘要
一種鐵－堿脫硫催化劑的鐵添加劑的制備方法，特征是原料為(1)、含鐵的可溶性鹽類；(2)、堿性物質(zhì)；操作步驟(1)、將上述兩種原料分別配制成溶液；(2)、將以上兩溶液在N
文檔編號(hào)B01J27/232GK1395994SQ02112889
公開日2003年2月12日 申請(qǐng)日期2002年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月15日
發(fā)明者華南平, 杜玉扣, 楊平, 狄俊偉 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)