基於Schiff鹼式雙功能脫硫劑的焦爐煤氣脫硫集成工藝研究

《基於Schiff鹼式雙功能脫硫劑的焦爐煤氣脫硫集成工藝研究》是依託北京化工大學，由高麗霞擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於Schiff鹼式雙功能脫硫劑的焦爐煤氣脫硫集成工藝研究
• 依託單位：北京化工大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：高麗霞

項目摘要

加強我國焦爐煤氣綜合利用是實現焦化工業節能減排和可持續發展的必要途徑，而其中重要前提是發展高效無污染的脫硫技術。針對我國焦爐煤氣脫硫採用PDS濕法氧化法脫硫技術中，脫硫反應僅在再生塔中進行，由H2S氧化產生的大量硫磺泡沫嚴重抑制有機硫的催化脫除和脫硫液再生效率，並伴隨副鹽高的問題，本項目通過Schiff鹼Co或Fe絡合物與Fe基離子液體反應構建雙功能離子液體脫硫劑，建立先由無機Fe陰離子中心氧化脫除H2S，再由Schiff鹼Co或Fe陽離子中心催化脫除硫醇（有機硫代表）的兩段式濕法脫硫集成工藝，以提高硫醇脫硫效率和脫硫液再生效率，並避免副鹽產生。建立無機Fe活性中心氧化H2S的動力學，及Schiff鹼Co或Fe活性中心催化脫除硫醇的動力學模型，揭示雙金屬反應活性中心的協同機理，最佳化過程控制參數，為確立並最佳化兩段式濕法催化氧化脫硫集成工藝奠定理論及套用方面基礎，推動我國焦化工業可持續發展。

結題摘要

加強我國焦爐煤氣綜合利用是實現焦化工業節能減排和可持續發展的必要途徑，而其中重要前提是發展高效無污染的脫硫技術。焦爐煤氣中硫的存在形態多樣，面對日益嚴格的環保要求，急需開發能同時脫除有機硫和無機硫的技術及藥劑，實現焦爐煤氣中含硫污染物的高效深度脫除。 本課題系統研究了鐵基咪唑離子液體對硫化氫的脫除性能，其脫硫率可達99%以上，硫容高達0.31 g •L – 1，氧化脫硫過程中無須添加輔助試劑和調控p H 值，脫硫後可以在氧氣中再生並循環使用。研究還發現添加中性或弱鹼性溶劑可以適當降低鐵基離子液體的酸性，促進H2S的溶解吸收，推動氣液傳質過程，使脫硫性能大大提高。Schiff鹼過渡金屬配合物具有載氧功能，採用“瓶中造船”合成方法成功製備了NaY分子篩為載體的負載型希夫鹼鈷配合物催化劑Co(salen)Y。該催化劑對高濃度和低濃度的噻吩均有較高的去除效果，180 min可將初始濃度為500ppm的噻吩降到1ppm，噻吩完全被氧化為硫酸根離子。主要是由於Schiff鹼鈷配合物本身具有很好的氧合性能，載體分子篩又能顯著提高Schiff鹼配合物的催化性能和穩定性，避免Schiff鹼配合物在反應過程中降解和形成二聚或多聚反應，實現催化劑的循環利用。在此基礎上發展的雙金屬配合物體系在氧化DBT過程中體現了較好的協同作用，雙金屬催化劑(Cu-Co)(salen)Y對二苯並噻吩的脫除率可達97.6 %。基於上述對鐵基離子液體和Schiff鹼過渡金屬配合物的認識，構建雙功能離子液體脫硫劑，建立了先由無機Fe陰離子活性中心氧化脫除無機硫H2S，再由Schiff鹼金屬陽離子活性中心催化脫除有機硫的兩段式濕法脫硫新工藝。