高含硫天然氣吸附氧化脫硫用脫硫劑設(shè)計(jì)、制備及其應(yīng)用研究

【摘要】： H_2S在天然氣中是一種有害物質(zhì),不僅對(duì)輸運(yùn)管路、設(shè)備等造成腐蝕,影響后續(xù)加工(如導(dǎo)致催化劑中毒),而且會(huì)嚴(yán)重威脅人身安全,屬必須控制的污染源之一。迄今為止,天然氣脫硫工藝主要包括干法和濕法兩大類,濕法脫硫一般用于高含硫氣體粗脫;干法脫硫通常用于低含硫氣體處理,特別是氣體精脫硫。但對(duì)硫含量較高的偏遠(yuǎn)、小型天然氣田采用濕法成本太高,干法硫容小,失活快難以滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求,至今仍沒(méi)有得到很好的解決。因此本文綜合目前應(yīng)用最為廣泛的活性炭和氧化鐵脫硫劑的優(yōu)缺點(diǎn),分別采用擔(dān)載法和原位合成法,尋求制備一種不僅穿透時(shí)間長(zhǎng),硫容高,而且工藝簡(jiǎn)單,成本低,適用于高硫含量氣體脫硫的高效固體脫硫劑,填補(bǔ)目前的空白。 本論文首先以經(jīng)不同酸堿處理改性后的活性炭為載體制備了擔(dān)載型氧化鐵活性炭脫硫劑,并采用自行設(shè)計(jì)的脫硫評(píng)價(jià)裝置和選定的工藝技術(shù)條件對(duì)其脫硫性能進(jìn)行了評(píng)價(jià),結(jié)果發(fā)現(xiàn)以4M硝酸處理后的活性炭為載體制備的α-FeOOH/AC-m-NO3型脫硫劑脫硫效果最好,硝酸、尿素、磷酸三種改性劑以硝酸性能最佳,同時(shí)通過(guò)Boehm滴定和孔結(jié)構(gòu)分析可知活性炭載體表面官能團(tuán)的種類和含量及其孔道結(jié)構(gòu)均對(duì)其脫硫活性具有重要的影響作用,尤以羧基含量和微孔結(jié)構(gòu)影響最為明顯。 其次采用原位合成法制得了結(jié)構(gòu)性能各異的高效原位合成α-Fe/SAC脫硫劑,并考察了劑焦比、鐵焦比、炭化時(shí)間、炭化溫度、活化時(shí)間、活化溫度等工藝條件對(duì)所制高效原位合成α-Fe/SAC脫硫劑結(jié)構(gòu)性能的影響。之后利用自建脫硫評(píng)價(jià)裝置對(duì)各脫硫劑的脫硫性能進(jìn)行了考察,發(fā)現(xiàn)在一定工藝技術(shù)條件下制備的最優(yōu)型原位合成α-Fe/SAC脫硫劑在原料氣濃度高達(dá)3943.3mg/m3的苛刻條件下,經(jīng)7h反應(yīng)后出口濃度仍可達(dá)10.6mg/m3,而脫硫劑用量?jī)H為0.2g。其7h硫容量可高達(dá)87.8%,且7h后脫硫率仍可高達(dá)99.73%。之后又分析考察了所得高效原位合成α-Fe/SAC脫硫劑自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)其脫硫性能的影響,發(fā)現(xiàn)比表面積、孔容、孔徑,活性α-Fe均對(duì)其脫硫性能具有重要的影響,并存在最佳脫硫微孔孔徑,同時(shí)增大介孔孔容和孔徑可顯著提高脫硫劑的硫容量。這些結(jié)果表明采用原位合成法制得的脫硫劑是一種理想的脫硫劑,其不僅具有發(fā)達(dá)的孔道結(jié)構(gòu),而且脫硫性能優(yōu)異,工藝簡(jiǎn)單,可以很好地滿足工業(yè)實(shí)際需求。 【關(guān)鍵詞】：天然氣 硫化氫 脫硫劑 擔(dān)載 原位合成 活性炭 氧化鐵
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TE644
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• 英文摘要6-9
• 創(chuàng)新點(diǎn)9-13
• 第1章 前言13-31
• 1.1 選題意義及背景13-15
• 1.2 濕法脫硫15-18
• 1.2.1 醇胺法15-16
• 1.2.2 鐵基絡(luò)合工藝16-17
• 1.2.3 釩基工藝17-18
• 1.3 干法脫硫18-27
• 1.3.1 活性炭脫硫18-24
• 1.3.1.1 活性炭脫除硫化氫的機(jī)理18-19
• 1.3.1.2 活性炭脫除硫化氫影響因素19-23
• 1.3.1.3 活性炭脫硫劑的再生23-24
• 1.3.2 分子篩脫硫24
• 1.3.3 氧化鐵脫硫劑24-26
• 1.3.4 不可再生固體脫硫劑26-27
• 1.3.4.1 鋅系脫硫劑26
• 1.3.4.2 錳礦脫硫法26-27
• 1.4 其它脫硫方法27-28
• 1.4.1 生物脫硫技術(shù)27
• 1.4.2 膜分離法27-28
• 1.5 本論文的主要任務(wù)28-31
• 第2章 實(shí)驗(yàn)部分31-47
• 2.1 藥品與儀器31-32
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分32-47
• 2.2.1 擔(dān)載型脫硫劑的制備32-34
• 2.2.1.1 α-FeOOH的制備32
• 2.2.1.2 脫硫劑的制備32-34
• 2.2.2 原位合成型脫硫劑的制備34-35
• 2.2.2.1 合成裝置34
• 2.2.2.2 原位合成型脫硫劑合成工藝概述34-35
• 2.2.3 脫硫評(píng)價(jià)裝置的建立35-41
• 2.2.3.1 脫硫評(píng)價(jià)裝置的建立思路36-38
• 2.2.3.2 脫硫評(píng)價(jià)中各工藝條件的控制38-41
• 2.2.4 固體脫硫劑樣品結(jié)構(gòu)表征手段41-43
• 2.2.4.1 X射線粉末衍射分析（XRD）41
• 2.2.4.2 N_2吸附/脫附等溫線（BET）分析41-42
• 2.2.4.3 Boehm 滴定法測(cè)定活性炭表面官能團(tuán)42-43
• 2.2.4.4 FT-IR表征43
• 2.2.5 氣體組分中硫含量的測(cè)定43-45
• 2.2.6 脫硫劑性能評(píng)價(jià)指標(biāo)45-47
• 第3章 擔(dān)載型α-FeOOH/AC脫硫劑研究47-71
• 3.1 前言47-48
• 3.2 結(jié)果與討論48-69
• 3.2.1 酸堿處理對(duì)擔(dān)載型脫硫劑脫硫效果的影響49-67
• 3.2.1.1 硝酸處理對(duì)擔(dān)載型脫硫劑脫硫效果的影響49-56
• 3.2.1.2 尿素處理對(duì)擔(dān)載型脫硫劑脫硫效果影響56-62
• 3.2.1.3 磷酸處理對(duì)擔(dān)載型脫硫劑脫硫效果影響62-67
• 3.2.2 酸堿處理對(duì)擔(dān)載型脫硫劑脫硫效果的比較67-69
• 3.3 小結(jié)69-71
• 第4章 原位合成α－Fe/SAC吸附氧化脫硫劑71-95
• 4.1 前言71-72
• 4.2 結(jié)果與討論72-93
• 4.2.1 劑焦比對(duì)脫硫劑結(jié)構(gòu)性能的影響73-80
• 4.2.2 鐵焦比對(duì)脫硫劑結(jié)構(gòu)性能的影響80-82
• 4.2.3 炭化溫度對(duì)脫硫劑結(jié)構(gòu)性能的影響82-84
• 4.2.4 炭化時(shí)間對(duì)脫硫劑結(jié)構(gòu)性能的影響84-86
• 4.2.5 活化溫度對(duì)脫硫劑結(jié)構(gòu)性能的影響86-88
• 4.2.6 活化時(shí)間對(duì)脫硫劑結(jié)構(gòu)性能的影響88-91
• 4.2.7 原位合成α－Fe91-93
• 4.3 小結(jié)93-95
• 第5章 原位合成α－Fe/SAC脫硫劑脫硫性能評(píng)價(jià)95-124
• 5.1 前言95-96
• 5.2 結(jié)果與討論96-123
• 5.2.1 劑焦比對(duì)脫硫劑脫硫性能的影響96-98
• 5.2.2 鐵焦比對(duì)脫硫劑脫硫性能的影響98-105
• 5.2.3 炭化溫度對(duì)脫硫劑脫硫性能的影響105-107
• 5.2.4 炭化時(shí)間對(duì)脫硫劑脫硫性能的影響107-109
• 5.2.5 活化溫度對(duì)脫硫劑脫硫性能的影響109-111
• 5.2.6 活化時(shí)間對(duì)脫硫劑脫硫性能的影響111-113
• 5.2.7 各結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)原位合成α-Fe/SAC脫硫劑脫硫性能的影響113-123
• 5.2.7.1 微孔結(jié)構(gòu)對(duì)脫硫劑脫硫性能的影響113-116
• 5.2.7.2 介孔結(jié)構(gòu)對(duì)脫硫劑脫硫性能的影響116-118
• 5.2.7.3 活性位結(jié)構(gòu)對(duì)脫硫劑脫硫性能的影響118-120
• 5.2.7.4 協(xié)同效應(yīng)120-123
• 5.3 小結(jié)123-124
• 第6章 結(jié)論124-127
• 參考文獻(xiàn)127-133
• 致謝133-134
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間的研究成果134

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來(lái)了解更多相關(guān)內(nèi)容

改性活性炭脫除硫化氫工藝參數(shù)研究    李巖;辛生會(huì);張璇;

硫化氫脫除技術(shù)研究進(jìn)展    劉小群,江宏富,姚文銳

活性炭脫除低濃度硫化氫研究進(jìn)展    吳浪,張永春,張安峰,譚大志,費(fèi)小猛

改性活性炭表面羧基的催化動(dòng)力學(xué)分析    廖岳華;尹篤林;

浸漬法改性活性炭脫硫(H_2S)研究    邱琳,寧平,任丙南

EF-2型特種氧化鐵精脫硫劑的特性與側(cè)流試驗(yàn)及工業(yè)應(yīng)用    王國(guó)興,胡典明,魏華,王賢超,張傳學(xué),王先厚,孔渝華

國(guó)內(nèi)氧化鋅脫硫劑研究現(xiàn)狀和需求預(yù)測(cè)    馮續(xù)

浸漬活性炭脫硫過(guò)程中孔結(jié)構(gòu)及氣體濕度的影響    譚小耀,吳迪鏞,袁權(quán)

國(guó)內(nèi)干法脫硫劑工業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀    紀(jì)容昕

浸漬活性炭脫除低濃度H_2S的研究    譚小耀,吳迪鏞,袁權(quán)

天然氣現(xiàn)狀及化工應(yīng)用    黃立道

近十年常溫干法精脫硫?qū)＠夹g(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)    彭勇,胡典明,孔渝華

硫化氫脫除技術(shù)研究進(jìn)展    劉小群,江宏富,姚文銳

低水工況常溫氧化鐵精脫硫劑的研制    彭勇,張林

活性炭吸附水中金屬離子和有機(jī)物吸附模式和機(jī)理的研究    李子龍;馬雙楓;王棟;王成彥;魏明巖;

活性炭吸附二氧化碳性能的研究    張麗丹;王曉寧;韓春英;郭坤敏;

流化活性碳纖維脫除煙氣中的SO_2    陳凱華;宋存義;邱露;李強(qiáng);

酸性氣體CO_2的膜分離技術(shù)研究進(jìn)展    陶鳳云;張新妙;馬潤(rùn)宇;

原油中硫化氫脫除技術(shù)研究    王添一;

干混法制取氧化鐵及其脫硫性能的研究    田亞賽;孫國(guó)軍;興虹;劉海軍;

高錳酸鉀改性活性炭的制備、表征及其吸附Pb~(2+)的特性    丁春生;諸錢(qián)芬;盧敬科;倪芳明;鄒英龍;

炭基環(huán)境催化劑的功能    李媛;華堅(jiān);尹華強(qiáng);黃麗華;汪南方;

脫毒催化劑現(xiàn)狀及其進(jìn)展    趙驤;

合成氣凈化催化劑的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)    周曉奇;

活性炭催化均四氯乙烷脫HCl制備三氯乙烯反應(yīng)的研究    孫璐璐;何邦方;王佳;呂利敏;劉純山;

活性炭改性的研究進(jìn)展及其應(yīng)用    蔡芬芬;朱義年;梁美娜;

天然氣炭質(zhì)吸附劑制備技術(shù)進(jìn)展    徐文東;陳進(jìn)富;李術(shù)元;李興存;劉曉君;楮衍秋;

過(guò)渡金屬改性活性炭脫硫化氫性能的研究    吳浪;張永春;李哲民;費(fèi)小猛;宋偉杰;

淺探反化學(xué)恐怖斗爭(zhēng)中的化學(xué)材料    李健;汪廣興;宋年合;

改性活性炭對(duì)水中微量苯酚的吸附熱動(dòng)力學(xué)性質(zhì)研究    周麗娜;閆龍;胡奇林;

新型溶劑高效吸收凈化高酸性石油天然氣技術(shù)開(kāi)發(fā)研究    章建華

載醋酸鋅廢催化劑資源化處置關(guān)鍵技術(shù)及理論研究    張正勇

栲膠脫硫工藝副產(chǎn)物生成機(jī)理及影響因素的研究    牛艷霞

新型功能化吸附劑的制備及其在金屬離子分析中的應(yīng)用    李振華

木質(zhì)素磺酸鹽的溶液行為及其在氣/液和固/液界面的吸附機(jī)理研究    嚴(yán)明芳

褐煤基顆粒活性炭的綠色制備及其變壓吸附分離CH_4/N_2的性能研究    劉立恒

二氧化鈦/多孔炭復(fù)合材料的制備、結(jié)構(gòu)和性能研究    黃大成

活性炭吸附處理苯和甲苯氣體的性能及機(jī)理研究    周烈興

炭質(zhì)多孔材料的結(jié)構(gòu)控制及對(duì)H2S、CO2脫除行為研究    陳慶軍

直接電解兩步法處理硫化氫廢氣的研究    周繼紅

生物過(guò)濾法凈化及回收含氨廢氣研究    楊松波

DBD等離子體降解活性炭吸附的五氯酚及再生活性炭研究    汪星星

導(dǎo)電高分子修飾活性炭電極的制備與電化學(xué)性能研究    劉蘭

利用鋼廠赤泥和堿廠白泥研制燃?xì)猓℉_2S）脫硫劑    王志濤

改性活性半焦脫除煙氣中NO_X的研究    王萍

Aspen軟件在天然氣凈化過(guò)程中的模擬與優(yōu)化    謝書(shū)圣

UDS溶劑吸收脫除焦化干氣和天然氣中有機(jī)硫效果研究    許慎艷

UDS溶劑脫除天然氣中CO_2和H_2S及抗發(fā)泡性能研究    劉露

三價(jià)鈷氨絡(luò)合物催化還原中活性炭改性的研究    程靜怡

鐵錳系氧化物脫除合成氣中羰基硫的應(yīng)用基礎(chǔ)研究    柏勇

脫硫化氫活性炭的再生方法研究    吳浪;張永春;費(fèi)小猛;周錦霞;宋偉杰;白宏亮;

改性活性炭脫硫劑的研究進(jìn)展    江霞,蔣文舉,朱曉帆,金燕

負(fù)載型活性炭脫硫(H_2S)的試驗(yàn)研究    周繼紅,華玉芝,史長(zhǎng)林,連延軍

硫化氫脫除方法述評(píng)    黃新,朱道平

干法脫除硫化氫技術(shù)    張家忠,寧平

浸漬活性炭脫除含硫氣體研究進(jìn)展    趙朝成;?；?

瀝青基高比表面積活性碳的物理及化學(xué)結(jié)構(gòu)    喬文明，查慶芳，劉朗

高表面積活性碳的制備    張曉昕,郭樹(shù)才,鄧貽釗

改性活性炭在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用    江霞,蔣文舉,金燕,張振鵬

Tc—22型常溫氧化鋅脫硫劑實(shí)驗(yàn)室研制試驗(yàn)總結(jié)    張隨純;李速延;

IGCC高溫煤氣脫硫技術(shù)、IGCC氣化爐間接測(cè)溫技術(shù)通過(guò)國(guó)家科技部驗(yàn)收    

T305型脫硫劑在半水煤氣脫硫中的應(yīng)用    甄建軍,張俊麗

TG氧化鐵常（低）溫精脫硫技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用    

SH－T512型脫硫劑在大型氨廠的使用    陳式榮

常溫液相脫硫催化劑在聚丙烯裝置中的應(yīng)用    張國(guó)相,周風(fēng)琴,惠德健

干法脫硫化氫技術(shù)進(jìn)展    葉敬東，王國(guó)興，黃新偉，孔渝華

非再生性漿液脫硫及其推廣應(yīng)用    游世榮

丙烷脫瀝青裝置解決硫化氫腐蝕的技術(shù)措施    易發(fā)軍;羅勇;

絡(luò)合鐵法脫硫工藝研究進(jìn)展    吳振中;曹作剛;李發(fā)永;

凹凸棒石粘土脫硫劑脫除硫化氫實(shí)驗(yàn)研究    李瀾;王青寧;俞樹(shù)榮;何荔;張飛龍;

三維有序大孔氧化鐵脫硫劑的制備    孫婷;樊惠玲;上官炬;劉生昕;陳兆輝;張立;

輕烴加工裝置的腐蝕情況及解決辦法    周愛(ài)華;李新奎;馬朝青;魏彥林;

超聲浸漬法制備高溫煤氣脫硫劑及其表征和活性研究    孫劍峰;劉建忠;王潔;周俊虎;胡亞軒;岑可法;

用二甘醇胺法脫除天然氣中的硫化氫(英文)    R.W.Bucklin;

活性炭基脫硫劑吸附脫除天然氣中H_2S的研究    樊輝;陳陸建;趙紅;甑建;孫文成;胡康寧;

鐵化合物脫硫工藝進(jìn)展    付靖春;李發(fā)永;李陽(yáng)初;

新型高效原位合成Fe/AC脫硫劑研究    閆日雄;劉欣梅;喬柯;閻子峰;

用海綿鐵制備脫硫劑的試驗(yàn)研究    宋寶英;李鋼;王杰;

利用鋼廠赤泥和堿廠白泥脫除燃?xì)庵蠬_2S    王志濤;李春虎;

888脫硫劑在焦?fàn)t氣脫硫中的應(yīng)用    溫福亞;周軍建;周軍生;

浮法玻璃生產(chǎn)中氣溫變化對(duì)天然氣風(fēng)氣配比影響的探討    徐自強(qiáng);

腎血管性高血壓大鼠中硫化氫體系的實(shí)驗(yàn)觀察    吳代琴;方穎;

電石渣脫硫的方法    袁運(yùn)法;鄭建國(guó);劉永川;

硫化氫對(duì)體循環(huán)和肺循環(huán)血管舒張效應(yīng)調(diào)節(jié)作用及其機(jī)制    孫燕;杜軍保;

溶膠凝膠法制備硫化氫氣敏材料(SnO_2)    胡盛華;陳邦林;韓慶平;陸維昌;

電化學(xué)溶解-沉淀法回收硫化氫制備氫氣和硫化鋅的研究    王曉明;汪樹(shù)軍;劉紅研;厲建祥;

如何開(kāi)發(fā)好含硫氣田    

硫化氫直接制酸有專用催化劑    陳斌

風(fēng)城作業(yè)區(qū)新裝置監(jiān)控硫化氫    記者 王俠通訊員 侯紫瀛

硫化氫對(duì)治療陽(yáng)痿很有效    記者 馮衛(wèi)東

國(guó)家安監(jiān)總局到塔河油田開(kāi)展安全專項(xiàng)督查    周興巖

從西氣東輸看天然氣監(jiān)管    記者 陳玉強(qiáng) 特約記者 呂陽(yáng)春 通訊員 張航

做強(qiáng)天然氣 吐哈正當(dāng)時(shí)    韓彬

年內(nèi)設(shè)三條以上公交專道    吳宏雄

全市第一家天然氣雙燃料汽車(chē)加氣站投入使用    記者 丁永宏通訊員 戴峰 胡芬

我市燃?xì)饪焖僮哌M(jìn)千家萬(wàn)戶    記者 李玉亮 通訊員 高亮

鈣基脫硫劑反應(yīng)性能評(píng)價(jià)體系及反應(yīng)機(jī)理的研究    劉妮

合成氣制液體燃料F-T合成Co/AC催化劑的研究    熊建民

氧化鐵高溫煤氣脫硫行為及助劑影響規(guī)律的研究    樊惠玲

Cr_2AlC、Ti_2AlC陶瓷及其復(fù)合材料的原位合成機(jī)理與性能的研究    應(yīng)國(guó)兵

基于原位合成方法的超分散穩(wěn)定納米組元的制備及其摩擦學(xué)特性    歐忠文

半干法煙氣脫硫的實(shí)驗(yàn)及機(jī)理研究    滕斌

堿性工業(yè)廢渣濕法脫硫消溶機(jī)理分析及脫硫性能研究    趙建立

惡劣環(huán)境油井管腐蝕機(jī)理與防護(hù)涂層研究    張智

新型氣體信號(hào)分子硫化氫在大鼠肺缺血再灌注損傷中的作用及其機(jī)制探討    付志方

半鋼軋輥激光熔覆Ti（C_yN_（1-y））增強(qiáng)Fe基復(fù)合層的研究    齊勇田

高含硫天然氣吸附氧化脫硫用脫硫劑設(shè)計(jì)、制備及其應(yīng)用研究    閆日雄

新型ZnO基復(fù)合脫硫劑的制備研究    張二云

CdS納米復(fù)合材料的制備與表征    陳鐵石

天然氣脫硫催化器內(nèi)流場(chǎng)的數(shù)值模擬與優(yōu)化分析    孫金迅

赤泥脫硫劑凈化低濃度硫化氫廢氣的試驗(yàn)研究    姜怡嬌

活性石灰/粉煤灰制備燒結(jié)煙氣脫硫劑的試驗(yàn)研究    郭啟超

常溫鐵系煤氣脫硫劑的研究    張翠清

循環(huán)流化床燒結(jié)煙氣脫硫噴霧參數(shù)分析及脫硫劑粒子粒徑選擇研究    孟捷

脫硫劑特性及石灰消化的試驗(yàn)研究    郭秀鍵

電石渣在電廠煙氣脫硫工藝中的應(yīng)用    朱青青