有機(jī)相中鐵鹽增溶調(diào)控及其氧化脫硫性能研究.pdf

1、在石油化工、生物制氣、天然氣開采和三廢處理過程中，會產(chǎn)生或釋放劇毒氣體硫化氫，濃度范圍廣。水相濕法氧化脫硫技術(shù)，如Lo-cat工藝等，幾乎可以獨(dú)立凈化所有濃度范圍的硫化氫，且脫硫效率高。但是水相體系需要不斷調(diào)節(jié)pH，且脫硫劑易降解流失。因此，有人提出非水相濕法氧化脫硫技術(shù)，既具備水相濕法脫硫優(yōu)勢，又可避免水存在導(dǎo)致的一系列問題。但是，無機(jī)鐵鹽在有機(jī)溶劑中的溶解度過低，無法高效穩(wěn)定脫除H2S。因此，本文在此基礎(chǔ)上，探究環(huán)境條件、溶劑組成和

2、鐵鹽形態(tài)與調(diào)控鐵鹽在有機(jī)相中溶解量的關(guān)聯(lián)性，從而進(jìn)一步提高脫硫性能。
　　實(shí)驗(yàn)研究了溫度對鐵鹽溶解度的影響，發(fā)現(xiàn)FeCl3在DMAC、DMF、TBP、NMP中的溶解度與溫度有較大關(guān)系。溫度上升，鐵鹽溶解量增加。并且其脫硫性能也相應(yīng)提高。其中受溫度影響最大的為TBP溶劑，20℃-80℃鐵鹽濃度提高約10倍，達(dá)到0.1760 mol·L-1。但是FeCl3在DMAC中的溶解度在20-80℃時(shí)始終最高，80℃時(shí)，鐵鹽濃度為0.5741

3、mol·L-1。雖然溫度的改變能夠較為明顯的提高鐵鹽溶解度，但是相應(yīng)的脫硫性能不佳，且需要在脫硫過程中保持相應(yīng)的溶解溫度，不能夠滿足我們的需求。
　　通過化學(xué)手段增加鐵鹽溶解量的實(shí)驗(yàn)中，首先考察了潛溶效應(yīng)的影響效果，分別向DMAC-FeCl3中添加潛溶溶劑甲醇和乙醇，通過改變?nèi)軇┑慕M成和性質(zhì)，較為明顯的提高鐵鹽的溶解度，以DMAC與醇類體積比9∶1進(jìn)行潛溶實(shí)驗(yàn)，鐵鹽溶解度提高6倍左右，甲醇為潛溶溶劑時(shí)，達(dá)到0.7232mol·L-

4、1，乙醇為潛溶溶劑時(shí)，達(dá)到0.7811 mol·L-1。該增溶效果高于兩種溶劑對FeCl3溶解量的簡單加和，產(chǎn)生了協(xié)同作用。10mL脫硫劑能夠在10000 ppm硫化氫濃度下穩(wěn)定脫硫50 min以上。但是該體系存在脫硫劑揮發(fā)流失快的嚴(yán)重缺陷。
　　通過助溶實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，1-丁基-3-甲基氯代咪唑(BmimCl)和鹽酸三乙胺(Et3NHCl)能夠與FeCl3形成穩(wěn)定的熔融態(tài)有機(jī)鐵鹽，兩種鐵鹽能夠與DMAC以任意比互溶，顯著提高脫硫劑鐵鹽

5、濃度，最高可達(dá)3.55 mol·L-1。當(dāng)有機(jī)鐵鹽與DMAC比例大于20∶4時(shí)，10 mL脫硫劑能夠在10000ppm硫化氫濃度下穩(wěn)定脫硫200min以上，硫容為8 g·L-1左右，遠(yuǎn)高于潛溶體系，當(dāng)該比例繼續(xù)提高時(shí)，脫硫性能隨著鐵鹽濃度的降低有所下降，但依然能夠?qū)崿F(xiàn)脫硫目的，且其黏度會隨著DMAC比例的提高而降低。通過再生實(shí)驗(yàn)可知，兩種助溶體系再生性能良好，以氧氣和硫磺比判定再生性能，BmimFeCl4-DMAC體系為8.15 m3·