[发明专利]一种分离羟基氧化铁和硫磺的方法和去除硫的羟基氧化铁的应用

说明书

本发明提供了一种分离羟基氧化铁和硫磺的方法，通过严格控制含硫羟基氧化铁的含水量，实现了在高效的使硫磺与羟基氧化铁分离的前提下，有效地确保了羟基氧化铁的脱硫能力和回收的硫磺的纯度；这是因为当羟基氧化铁中的含水量过高，其会在有机溶剂中分散成微小的颗粒，不仅会导致羟基氧化铁的脱硫能力降低，而且还会使得回收后的硫磺中含有大量的铁元素。

技术领域

本发明涉及羟基氧化铁技术领域，属于一种在不破坏羟基氧化铁结构的前提下，实现羟基氧化铁表面与硫磺分离的技术。

背景技术

羟基氧化铁呈中性，主要晶体形态包括有α-FeooH、β-FeooH、γ-FeooH和无定形羟基氧化铁，是重要的脱硫剂之一，特别是在对含有较高浓度CO₂的含硫气体脱硫时，具有无可替代优势。

羟基氧化铁的脱硫原理为：羟基氧化铁中的羟基(-OH)与H₂S解离后的HS置换生成FeSSH，从而达到脱硫的效果，当羟基氧化铁达到其硫容后，向其中通入氧气，使羟基氧化铁再生，而后可以循环使用。羟基氧化铁具体的脱硫和再生的反应方程式如下：

FeOOH+2H₂S＝FeSSH+2H₂O

FeSSH+O₂＝FeOOH+2S；

但是，在实际的生产应用中，再生后生成的硫磺大多附着在羟基氧化铁的表面，堵塞了羟基氧化铁上的空隙，使得羟基氧化铁的比表面积降低，同时也使羟基氧化铁表面的脱硫活性位点减少，从而导致再生后的羟基氧化铁的脱硫能力下降，甚至丧失脱硫能力。

为了解决再生后的羟基氧化铁上附着大量硫磺的问题，现已研究出多种分离羟基氧化铁和硫磺的方法。目前，使用较为广泛的两种分离方法为：一，以柴油等油料为溶剂使羟基氧化铁和硫磺分离，例如，中国专利文献CN104548934A、CN103771346A以及CN103768944A中，公开了使用裂化柴油为溶剂，溶解附着在羟基氧化铁表面的硫磺，而后通过在低温下结晶，使硫磺析出。该方法虽然实现了羟基氧化铁与硫磺的分离，但是油料的成分复杂，这使得在溶解硫磺的过程中增加了许多的不确定性，不仅有可能导致新的杂质引入到羟基氧化铁上，而且对硫磺的溶解度也不稳定，增加操作误差，并且还有部分的硫磺会在柴油中形成有机硫，而油料中脱除有机硫的难度很大。

二，以有机溶液为溶剂使羟基氧化铁和硫磺分离，例如，吕诗琪等人在“脱硫剂氧化铁中硫磺的回收研究”一文(《当代化工》，2015)中披露了利用四氯乙烯为溶剂，在40-80℃下，溶解附着在羟基氧化铁上的硫磺；该技术方法中四氯乙烯毒性极大，对环境污染严重，并且采用上述方法分离羟基氧化铁后，会导致羟基氧化铁的脱硫能力降低，分离出的硫磺中含有大量的铁元素。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有分离羟基氧化铁和硫磺的方法中羟基氧化铁脱硫能力下降的缺陷，进而提供一种从含硫羟基氧化铁中回收硫磺的方法。

为此，本发明解决上述问题所采用的技术方案如下：

一种分离羟基氧化铁和硫磺的方法，包括如下步骤：

(1)在小于等于90℃下，对含硫羟基氧化铁进行除水处理，使其含水量为0.1wt％-5wt％；

(2)将处理后的含硫羟基氧化铁与溶剂混合，萃取，固液分离，得到去除硫的羟基氧化铁；

所述溶剂为甲基环己烷、四氯化碳、二硫化碳、三氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烷、二甘醇二甲醚、四氢萘、十氢萘、式I所示结构化合物和式I I所示结构化合物中的一种或几种；