再生条件对载铜活性炭脱硫剂脱硫性能的影响
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摘 要：本文所研究的载铜活性炭脱硫剂是用浸渍法制成的，所用原料为新疆油田公司的天然气，主要是研究再生条件对载铜活性炭脱硫剂脱硫性能的影响。实验的再生条件是蒸汽流量50ml/min，吹扫温度2000C，吹扫时间4h。实验证明再生活性炭脱硫剂的再生能力很强，可以多次进行，并且在吸附天然气中硫化氢的硫元素进行脱硫处理时表现出很好的稳定性。
关键词：天然气 再生条件 载铜活性炭脱硫剂
天然气是一种绿色新能源，目前人们对其重视程度明显提高，并且对天然气的质量提出了净化指标。要使天然气工业更好地发展，我们需要对天然气的净化工艺做进一步的研究，还要对燃气在运输、储备和放心使用等方面加深考虑，解决在该方面出现的问题。
在进行吸附脱硫的过程中，含硫化合物会随着化学反应的进行吸附在脱硫剂上，降低了脱硫剂的吸附能力，最终使吸附达到一个平衡点，这时候应将吸附过程停止，进行脱硫剂的再生处理。停止吸附的过程也就是把脱硫剂上吸附的含硫化合物解除吸附，此过程需要一定的条件。脱硫剂的反复使用依赖于良好的再生条件，它可以延长脱硫剂的使用寿命，提高使用性能。当再生次数不断增加时，会破坏脱硫剂原有的结构，降低了其再生能力，因此就要考虑选用最优化的再生条件，本文使用的是蒸汽吹扫的方法。
此实验的载体是活性炭，铜盐作为活性促进剂，用浸渍法把脱硫吸附剂制备出来，然后用焙烧法制取脱硫剂。对天然气做了脱硫实验，主要观察了再生蒸汽流量、再生温度和再生时间对失去活性的脱硫剂是否有再生的影响，从而确定脱硫剂的最优再生条件。经过多次脱硫观察吸附剂的脱硫性能，得知其脱硫活性和再生能力。
一、实验阶段
1.载铜活性炭脱硫剂的性能
这里所提到的性能是指载铜活性炭脱硫剂的物理特性和化学性能，下面以表格的形式展示：
2.实验进行的条件
原料：新疆某油田公司的天然气，其中H2S的含量约为5000mg/m3，包含的其它气体成分见下表：
载铜活性炭脱硫剂的容量设为20ml，实验的脱硫温度控制在200C，空速为1000h-1，常压下进行，天燃气的净化度为H2S含量小于5mg/m3。测定天然气中硫化氢采用的仪器是微库仑定硫仪，所测总硫量的精确度为1mg/m3。
三、脱硫实验的装置
实验的反应器为一个耐压的玻璃管，其内径为20mm，高500mm，放在在恒温水中，把20ml载铜活性炭脱硫剂置于反应器，在温度与压力合适的条件下注入天然气原料，经过反应分离出吸附的硫和脱硫后的天然气。实验过程中要记录起始时间，当出口的燃气硫含量达到5mg/m3时脱硫剂已被穿透，就把这段时间当做是穿透时间。
二、实验结果的分析与探讨
1.再生温度的控制
再生温度对载铜活性炭脱硫剂的性能和使用次数有直接的影响，实验过程中必须要把脱硫环节的每一个温度点控制得当。再生温度不同，最后得到的载铜活性炭脱硫剂的脱硫效果也不一样。当再生温度升高时，穿透时间随之增加，出口H2S的含量也呈不断上升的趋势；当再生温度达到2000C时，所需要的穿透时间是最长的，也即含硫化合物含量最高，表明此温度是最适宜的再生温度。
2.再生时间的控制
当再生温度控制在2000C，蒸汽流量为50ml/min时，随着再生时间的不断变化，脱硫效果也各不相同。延长再生时间的同时也增加了穿透时间，在再生时间为4h时所需的穿透时间最长，说明该时间点大部分含硫化合物已全部吸附。由此表明，4h为载铜活性炭脱硫剂的最佳再生时间。
3.蒸汽流量的控制
在确定再生温度和再生时间后，观察蒸汽流量对载铜活性炭脱硫剂脱硫效果的影响。当蒸汽流量不断增加时，穿透时间呈现出先增加后趋于平稳的趋势，在蒸汽流量达到50ml/min时，所需的穿透时间最长，脱硫效果最好，因此50ml/min就确定为最适宜的蒸汽流量。
三、观察再生载铜活性炭脱硫剂的稳定性
脱硫剂的使用次数和寿命是衡量其性能好坏的指重要指标。实验中有5次脱硫再生的反复循环实验，控制脱硫温度和再生温度，利用微库仑定硫仪测得出口H2S含量为5mg/m3时，用N2吹扫反应器，增加容器内的温度，做好再生的准备。再生过程中，当所测的H2S含量为20mg/m3时，结束再生，再用N2吹扫反应器至冷却，然后循环进行。
实验结果显示，5次脱硫再生实验中的穿透时间基本一致，也就是说载铜活性炭脱硫剂的脱硫性是不受使用次数影响的，可以反复使用。
四、实验结论
1.载铜活性炭脱硫剂的再生条件：再生温度2000C，再生时间4h,蒸汽流量50ml/min。
2.再生条件适宜的情况下，载铜活性炭脱硫剂的脱硫性能很稳定，可以反复使用。参考文献[1]王治卿.吸附法催化裂化汽油深度脱硫工艺研究[J].炼油技术与工程.2006(05).[2]樊辉，陈陆建，赵红，甑建，孙文成，胡康宁.活性炭基脱硫剂吸附脱除天然气中H2S的研究[J].天然气化工(C1化学与化工).2011(01).[3]张烨，苏庆泉.Cu-Zn-Ni/Al2O3及Ni含量对天然气超深度脱硫性能影响的实验研究[J].化学工业与工程技术.2011(04).
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