一种锌铝尖晶石脱硫剂及其制备方法与流程

本发明涉及一种脱硫剂及其制备方法，尤其涉及一种锌铝尖晶石脱硫剂及其制备方法。

背景技术：

1、在化工行业生产过程中硫的存在是导致催化剂中毒主要原因，一般通过在催化剂前端增加保护床脱硫装置进行解决。如在煤气化合成甲醇领域，为了防止硫化物进入甲醇合成催化剂，通常在甲醇合成系统入口设有锌基脱硫保护床用于脱除硫化物。

2、锌基脱硫剂具有脱硫精度较高、成本低等优点，在合成气脱硫领域占据重要地位，但存在硫容低，稳定性差的缺点。尖晶石是由四面体和八面体呈特定的方式联结而形成的,是呈八面体的晶形。这种结构使得尖晶石具有很高的结构稳定性和热稳定性，同时具有较高的硫容量。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的目的是提供一种锌铝尖晶石脱硫剂，解决如何高温稳定脱除硫化物的问题。本发明的另一目的是提供一种锌铝尖晶石脱硫剂的制备方法，解决如何制备具有尖晶石结构的锌铝脱硫剂。

2、技术方案：本发明所述的一种锌铝尖晶石脱硫剂，其特征在于，为尖晶石结构的znxalyo4，其中，x:y＝1:1-5。

3、本发明中含锌铝元素的脱硫剂通过形成特定尖晶石结构，极大地提高了脱硫剂的稳定性。

4、为了获得上述锌铝尖晶石脱硫剂，本发明公开了一种锌铝尖晶石脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：

5、(1)将硝酸锌与硝酸铝混合后溶于水中，得到硝酸盐混合物溶液；

6、(2)向硝酸盐混合物溶液中加入氢氧化钠水溶液和聚乙二醇，混匀后调节ph得到反应原液；

7、(3)将反应原液进行反应后过滤取固体；

8、(4)将固体焙烧得到锌铝尖晶石脱硫剂。

9、本发明以锌和铝元素的硝酸盐为原料，经过氢氧化钠水溶液和聚乙二醇的组合处理后，焙烧得到具有尖晶石结构的脱硫剂，其中聚乙二醇作为表面活性剂。该方法主要是针对硝酸锌和硝酸铝作为原料的反应体系而采用氢氧化钠水溶液和聚乙二醇协同辅助反应的进行，氢氧化钠水溶液和聚乙二醇缺一无法得到具有高温脱硫稳定性及优良硫容量的尖晶石脱硫剂。此外，即使脱硫剂具备尖晶石结构，当其中的金属元素组合改变时，同样无法获得高温脱硫稳定性及优良硫容量。

10、优选地，在步骤(1)中，硝酸锌：硝酸铝：水的重量比为2：1-10：2-15。

11、优选地，在步骤(2)中，所述氢氧化钠水溶液的浓度为0.5-3.0mol/l，所述聚乙二醇的平均分子量为2000-4000。

12、优选地，在步骤(2)中，按硝酸盐混合物溶液：氢氧化钠水溶液：聚乙二醇的重量比为5-27:0.5-5.5:0.5-5向硝酸盐混合物溶液中加入氢氧化钠水溶液和聚乙二醇。

13、优选地，在步骤(2)中，所述ph调节至7-12。

14、优选地，在步骤(3)中，反应条件为80-200℃下反应3-48h。

15、优选地，在步骤(3)中，过滤后的固体还经过洗涤、干燥步骤，所述干燥温度为50-120℃，干燥时间为8-24h。

16、优选地，在步骤(4)中，所述焙烧的条件为200-800℃下焙烧1-72h。

17、优选地，在步骤(4)中，焙烧后的固体依次经过研磨、过筛、压片成型步骤得到锌铝尖晶石脱硫剂，所述压片成型的压力为10-40mpa，过筛目数为20-120目。

18、有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：本发明中的脱硫剂具备稳定性高、成本低、脱硫精度高等优点。本发明制得的锌铝尖晶石脱硫剂具有高温脱硫稳定性及优良的硫容量，在500℃以上的硫容大于等于50％，强度大于80n/cm。

技术特征：

1.一种锌铝尖晶石脱硫剂，其特征在于，为尖晶石结构的znxalyo4，其中，x:y＝1:1-5。

2.根据权利要求1所述锌铝尖晶石脱硫剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述锌铝尖晶石脱硫剂的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，硝酸锌：硝酸铝：水的重量比为2：1-10：2-15。

4.根据权利要求2所述锌铝尖晶石脱硫剂的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述氢氧化钠水溶液的浓度为0.5-3.0mol/l，所述聚乙二醇的平均分子量为2000-4000。

5.根据权利要求2所述锌铝尖晶石脱硫剂的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，按硝酸盐混合物溶液：氢氧化钠水溶液：聚乙二醇的重量比为5-27:0.5-5.5:0.5-5向硝酸盐混合物溶液中加入氢氧化钠水溶液和聚乙二醇。

6.根据权利要求2所述锌铝尖晶石脱硫剂的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述ph调节至7-12。

7.根据权利要求2所述锌铝尖晶石脱硫剂的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，反应条件为80-200℃下反应3-48h。

8.根据权利要求2所述锌铝尖晶石脱硫剂的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，过滤后的固体还经过洗涤、干燥步骤，所述干燥温度为50-120℃，干燥时间为8-24h。

9.根据权利要求2所述锌铝尖晶石脱硫剂的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述焙烧的条件为200-800℃下焙烧1-72h。

10.根据权利要求2所述锌铝尖晶石脱硫剂的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，焙烧后的固体依次经过研磨、过筛、压片成型步骤得到锌铝尖晶石脱硫剂，所述压片成型的压力为10-40mpa，过筛目数为20-120目。

技术总结本发明公开了一种锌铝尖晶石脱硫剂及其制备方法。脱硫剂为尖晶石结构的Zn<subgt;x</subgt;Al<subgt;y</subgt;O<subgt;4</subgt;，其中，x:y＝1:1‑5。该脱硫剂的制备方法包括如下步骤：将硝酸锌与硝酸铝混合后溶于水中，得到硝酸盐混合物溶液；向硝酸盐混合物溶液中加入氢氧化钠水溶液和聚乙二醇，混匀后调节pH得到反应原液；将反应原液进行反应后过滤取固体；将固体焙烧得到锌铝尖晶石脱硫剂。本发明中的脱硫剂具备稳定性高、成本低、脱硫精度高等优点。本发明制得的锌铝尖晶石脱硫剂具有高温脱硫稳定性及优良的硫容量，在500℃以上的硫容大于等于50％，强度大于80N/cm。技术研发人员：高杨,张杨,李淳,姚良雨受保护的技术使用者：淮北矿业绿色化工新材料研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/27