[发明专利]一种铁离子螯合剂及其制备方法和应用以及脱硫剂

说明书

本发明涉及螯合剂制备技术领域，公开了一种铁离子螯合剂及其制备方法和应用以及脱硫剂，该方法包括：(1)将熔融的苯酚和/或苯酚衍生物、端基基团为胺基的聚酰胺‑胺型树枝状分子、碱金属氢氧化物水溶液和乙醛酸水溶液混合；(2)搅拌下，将步骤(1)得到的混合物进行加热反应；(3)从步骤(2)得到的反应产物中分离铁离子螯合剂；所述端基基团为胺基的聚酰胺‑胺型树枝状分子的分子式为Gn‑(NH₂)₂ⁿ⁺²，n为所述端基基团为胺基的聚酰胺‑胺型树枝状分子的代数，且n为0‑5的整数。采用本发明的方法制得的铁离子螯合剂，降解稳定性高，在脱硫过程中损失较小，且该制备工艺过程为一步法合成，较易实现，成本低廉。

技术领域

本发明涉及螯合剂制备技术领域，具体地，涉及一种铁离子螯合剂及其制备方法和在脱硫中的应用以及一种脱硫剂。

背景技术

硫磺回收技术是指将含硫化氢等有毒含硫气体中的硫化物转变为单质硫，从而变废为宝，保护环境的化工过程。其工艺可以分为干法和湿法硫回收。国内炼厂常用的克劳斯(Claus)工艺为干法硫回收，虽然技术成熟，但存在工艺过程复杂、操作难度大、弹性小、设备台数多、反应温度要求高、装置占地面积大等特点，不适宜用于处理含硫量低的酸性气等废气，在中小型炼厂中也难以普及。在湿法硫回收技术中，络合铁法工艺最受关注。它是液相催化氧化脱硫技术，以铁离子螯合物为液体催化剂，在常温下将H₂S直接转化成元素硫。同时，铁离子催化剂被还原成亚铁离子，用过的催化剂用空气氧化再生后循环使用。常见络合铁法硫回收包括LO-CAT工艺、SulFerox工艺和FD脱硫工艺等。

现有的脱硫工艺中所用的脱硫剂的螯合剂一般为Na₃NTA、EDTANa₂和EDDHANa₂(乙二胺-N,N-羟基苯乙酸钠)等物质，但是，对于络合铁工艺而言，由于脱硫过程中的Fenton反应，产生的小分子活性物质，如H₂O₂、OH·、O₂等，容易攻击螯合剂，造成其降解，因此工艺过程需要不断补加螯合剂来弥补螯合剂的损失，而提高螯合剂的降解稳定性能够减少螯合剂的补加量，有利于脱硫系统的稳定运行。

因此，为了克服现有技术中的上述缺陷，急需一种能够降低脱硫过程中螯合剂损失的螯合剂及其制备方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的上述缺陷，提供一种铁离子螯合剂及其制备方法和在脱硫中的应用以及一种脱硫剂，本发明的铁离子螯合剂在脱硫过程中损失较小，降解稳定性高。

本发明的发明人在研究中惊奇发现，将端基基团为胺基的聚酰胺-胺型树枝状分子(分子式为Gn-(NH₂)₂ⁿ⁺²，n代表聚酰胺-胺型树枝状分子的代数，n为0-5的整数，相应端基NH₂数目为2ⁿ⁺²)与熔融的苯酚和/或苯酚衍生物、乙醛酸水溶液和碱金属氢氧化物水溶液进行混合，通过曼尼希反应能够一步合成得到铁离子螯合剂，该铁离子螯合剂用于脱硫，能够显著降低铁离子螯合剂在脱硫过程中的损失，降解稳定性高。

因此，为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种铁离子螯合剂的制备方法，该方法包括：

(1)将熔融的苯酚和/或苯酚衍生物、端基基团为胺基的聚酰胺-胺型树枝状分子、碱金属氢氧化物水溶液和乙醛酸水溶液混合；

(2)搅拌下，将步骤(1)得到的混合物进行加热反应；

(3)从步骤(2)得到的反应产物中分离铁离子螯合剂；

其中，所述端基基团为胺基的聚酰胺-胺型树枝状分子的分子式为Gn-(NH₂)₂ⁿ⁺²，n为所述端基基团为胺基的聚酰胺-胺型树枝状分子的代数，且n为0-5的整数。