Fe-Zn-TMS體系脫除催化裂化干氣中H2S實驗研究.pdf

1、本研究采用六水合氯化鐵(FeCl3·6H2O)為氧化劑、氯化鋅(ZnCl)為沉淀劑以及環(huán)丁砜(TMS)為物理溶劑并以乙醇(C2H5OH)為助溶劑復(fù)配成Fe-Zn-TMS脫硫體系，采用該體系脫除石油煉制過程中流化催化裂化裝置中的裂化氣中H2S并采用30％ H2O2再生吸收富液。本脫硫體系創(chuàng)新性的采用化學(xué)脫硫體系(Fe-Zn)和物理脫硫劑(TMS)復(fù)配形成物理化學(xué)吸收體系，相比于傳統(tǒng)的脫硫體系能在高負荷H2S條件下維持長時間高效脫硫；采用3

2、0% H2O2氧化再生吸收富液，不僅能夠一次性再生吸收液中的化學(xué)體系和物理溶劑，且能氧化得到硫磺。
　　在Fe-Zn-TMS脫硫體系復(fù)配及H2S脫除單因素實驗中，分析了FeCl3·6H2O、ZnCl以及TMS之間不同摩爾比(n(FeCl3·6H2O):n(ZnCl2):n(TMS))、吸收液體積濃度、吸收液 pH值等對H2S去除率的影響，以期初步確定各活性組分最佳摩爾比和脫硫條件，結(jié)果表明：n(FeCl3·6H2O):n(ZnCl

3、2):n(TMS)為0.45:0.55:1、吸收液pH為0.75、吸收液體積濃度(W)為50%、催化裂化干氣流量(Q)為400 mL·min-1的條件下能長時間高效脫硫，在H2S進口濃度(C0)為3183 mg·m-3~8643 mg·m-3范圍內(nèi)，有效脫硫時間內(nèi)H2S去除率高達99.82%；在吸收富液再生實驗中，研究了Fe2+與H2O2摩爾比(n(Fe2+):n(H2O2))、吸收富液pH值及吸收富液再生時間對Fe2+氧化率的影響，得

4、出在n(Fe2+):n(H2O2)為2:1、吸收富液pH為0.65、吸收富液再生時間(T)為1.5 min為最佳再生條件，F(xiàn)e2+氧化率達96.7%。
　　針對上述單因素實驗結(jié)果，采用基于Box-Behnken的響應(yīng)面(RSM)實驗和二次多項回歸模型進行優(yōu)化。研究了各活性成分配比，H2S脫除實驗中的吸收液 pH，吸收液體積濃度、催化裂化干氣流量，再生實驗中的n(Fe2+):n(H2O2)、吸收富液pH、吸收富液再生時間對各自響應(yīng)面

5、值的交互影響。根據(jù)各響應(yīng)面3D圖及相應(yīng)等高線圖，結(jié)果表明：各階段參數(shù)中任兩者之間交互作用顯著，n(FeCl3·6H2O):n(ZnCl2):n(TMS)為0.53:0.61:1.1、吸收液 pH為0.74、吸收液體積濃度為47.89%、催化裂化干氣流量為308.58 mL·min-1，經(jīng)回歸方程計算得出響應(yīng)面值Fe2+氧化率為99.99%，n(Fe2+):n(H2O2)為1.58:1、吸收富液pH為0.43、吸收富液再生時間為1.8 m

6、in，經(jīng)回歸方程計算得出響應(yīng)面值Fe2+氧化率為99.6%，結(jié)合工業(yè)運用前景對上述結(jié)果進行優(yōu)化為：吸收液 pH為0.73、吸收液體積濃度為49.6%、催化裂化干氣流量為420 mL·min-1、n(Fe2+):n(H2O2)為1.82:1、吸收富液pH為0.68、吸收富液再生時間為1.62 min。經(jīng)過連續(xù)脫硫?qū)嶒灴芍w系可循環(huán)脫硫3次為有效脫硫次數(shù)，脫硫率仍然維持在99%以上；脫硫副產(chǎn)物 SO42-主要產(chǎn)生在吸收富液再生階段，有效脫