[发明专利]一种复合氧化物型煤层气脱水剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种脱水剂及其制备方法，特别涉及一种复合氧化型物煤层气脱水剂及其制备方法。

背景技术

随着常规天然气资源不断减少，能源需求不断增加，特别是对环境保护要求的日趋严格，煤层气作为巨大的潜在资源，在全球能源结构中扮演越来越重要的角色。煤层气中含有硫化氢和水等杂质，这些杂质的存在，易腐蚀设备和管道；燃烧后产生的二氧化硫造成大气污染，对农作物、森林、建筑和人体健康造成了严重危害；此外，当作为化工原料使用时，煤层气中的含硫物质还容易导致工业催化剂失去催化活性。因此，需将煤层气中的含硫和含水杂质预处理除去，使之符合工业生产和民用的需要。

目前，按照脱硫产物的干湿形态，脱硫工艺主要可分为湿法工艺和干法工艺。湿法工艺指原料气通过与液态脱硫剂进行气-液接触，使原料气中的含硫杂质转移到液相中。湿法脱硫剂由于投资大、运行费用高，且产生大量的碱液废水，造成二次污染，严重制约了它的应用。干法脱硫工艺是把原料气通过装有固体脱硫剂的固定床，通过气体与脱硫剂的气-固接触，将原料气中的含硫杂质转移到固体脱硫剂中。相对于湿法工艺，干法工艺具有投资小，运行费用低，脱硫和再生都在干态进行，不易造成二次污染等优点，将是脱硫工艺的发展方向。

中国专利公开号CN1425488A，名称为“适用于煤气、煤层气和烟气干法脱

硫的以冶金粉尘为原料的脱硫剂”公开了一种采用冶金粉尘为原料，粘土、聚磷酸钠或水玻璃或其混合物为粘结剂的干法脱硫剂。实现了以废治废、脱硫效果稳定，成本低廉，但上述专利未添加其它助剂，对水吸收较差。

发明内容

现有技术的脱水剂制备条件复杂，且价格较贵、脱水效果也不是很明显，为了克服现有技术中的不足之处，本发明提供一种工艺简单、价格低廉的一种复合氧化物型煤层气脱水剂。技术方案如下：

一种复合氧化物型煤层气脱水剂，按重量份数计包括以下组分：氧化镁5-10份，二氧化硅20-30份，氧化铁15-25份，氧化锌5-15份、氧化锰5-10份、氧化铜5-10份和氧化钙5-15份。

一种制备复合氧化物型煤层气脱水剂的方法，包括下述步骤：

(a)取纳米氧化铁粉体、碳酸锰、硝酸锌前驱体，加入去离子水，然后超声形成悬浮液；

(b)在悬浮液中加入氢氧化钠形成混合溶液，持续搅拌，然后将混合溶液移入微波反应容器中，以10-15℃/min的升温速率加热至200-220℃，保温1.5-2h；

(c)反应物冷却至室温，用去离子水反复洗涤至pH值为中性；

(d)将步骤(c)所得到的产物在真空干燥箱中于60-70℃下烘5-8h，得到氧化铁-氧化锰-氧化锌复合材料；

(e)在氧化铁-氧化锰-氧化锌复合材料中添加氧化铜、碳酸钙和氧化镁后，加入水玻璃和水，进行成型处理，500-600℃下焙烧3-5小时，缓慢降至室温，即得复合氧化物型煤层气脱水剂。

本发明采用氧化铁、氧化锌、氧化锰都是强脱硫物质，可有效除去原料气中含硫杂质。氧化铜、碳酸钙和氧化镁具有吸水性，可除去原料气中的水。制备得到的复合氧化物型煤层气脱水剂，不仅可以应用到煤层气中，而且还能应用到天然气或者煤、石油的具体加工工艺过程中产生的混合气体的脱水工艺中，同样能取得良好的效果。本发明复合氧化物型脱水剂脱除水效果可达89％以上。其生产工艺简单，使用方便，成本低廉，具有显著的经济效益和突出的社会效益。

具体实施方式

为了更好的理解和实施，下面结合实施例详细说明本发明。

实施例1

一种制备复合氧化物型煤层气脱水剂的方法，包括下述步骤：

(a)按摩尔比15:5:5取纳米氧化铁粉体、碳酸锰、硝酸锌前驱体，加入去离子水，然后超声形成悬浮液；

(b)在悬浮液中加入氢氧化钠形成混合溶液，持续搅拌，然后将混合溶液移入微波反应容器中，以10℃/min的升温速率加热至200℃，保温1.5h；

(c)反应物冷却至室温，用去离子水反复洗涤至pH值为中性；

(d)将步骤(c)所得到的产物在真空干燥箱中于60℃下烘5h，得到氧化铁-氧化锰-氧化锌复合材料；

(e)在氧化铁-氧化锰-氧化锌复合材料中添加氧化铜、碳酸钙和氧化镁后，加入水玻璃和水，进行成型处理，500℃下焙烧3小时，缓慢降至室温，即得复合氧化物型煤层气脱水剂。

实施例2

一种制备复合氧化物型煤层气脱水剂的方法，包括下述步骤：