本發(fā)明涉及一種天然氣脫汞吸附劑及其制備方法，屬于脫汞吸附劑領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
世界上許多天然氣氣藏中都含有汞，汞是天然氣中普遍存在的痕量非烴類組分，其含量變化范圍很大，一般認(rèn)為在1～200μg/m3之間。天然氣中的汞主要以單質(zhì)態(tài)的形式存在，少量以有機(jī)汞、無(wú)機(jī)汞鹽及懸浮的汞化物等形式存在。汞及其化合物均是劇毒物質(zhì)，在含汞天然氣處理過(guò)程中可能會(huì)對(duì)操作及檢修人員的健康構(gòu)成危害，汞還能和與之接觸的金屬發(fā)生汞齊反應(yīng)，汞齊具有較強(qiáng)的脆性性能，長(zhǎng)期積累會(huì)造成工藝設(shè)備的破壞，尤其針對(duì)鋁換熱器的破壞尤為嚴(yán)重。而且，天然氣中的汞可以通過(guò)廢水、固體廢棄物和氣體逸散等三種渠道排放到周圍環(huán)境中造成嚴(yán)重的汞污染問(wèn)題。并且，相關(guān)機(jī)構(gòu)研究表明，天然氣中汞的含量低于30μg/m3時(shí)，不會(huì)對(duì)設(shè)備、人身安全、環(huán)境造成明顯危害。我國(guó)石油行業(yè)推薦商品管輸天然氣中汞含量小于28μg/m3。因此，從環(huán)保、安全等因素考慮，開發(fā)有發(fā)展前景的天然氣脫汞吸附劑，來(lái)有效地脫除天然氣中的汞是非常有必要的，特別是單質(zhì)形態(tài)的汞(hg0)是環(huán)境污染治理急需解決的問(wèn)題之一。
我國(guó)針對(duì)脫汞吸附劑的研發(fā)起步較晚，目前國(guó)內(nèi)能生產(chǎn)脫汞吸附劑的企業(yè)也較少，而且國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的脫汞吸附劑普遍存在使用壽命短、汞容及脫汞效率都較小等問(wèn)題。并且，國(guó)內(nèi)針對(duì)脫汞劑的研發(fā)投入較低，技術(shù)以及配套服務(wù)落后等原因很難與國(guó)外公司競(jìng)爭(zhēng)，造成國(guó)內(nèi)使用的脫汞吸附劑大部分還需要依托進(jìn)口。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
基于此，本發(fā)明的目的在于提供一種脫汞效率高且又不產(chǎn)生二次污染的天然氣脫汞吸附劑及其制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
一種天然氣脫汞吸附劑，該吸附劑包括活性成分和載體，所述活性成分的重 量占天然氣脫汞吸附劑總重量的8～27％，所述活性成分為銅的硫化物，所述載體為活性三氧化二鋁。
所述的天然氣脫汞吸附劑的制備方法，包括如下步驟：
(1)將堿式碳酸銅完全溶解于氨水或飽和碳酸氫銨溶液或氨水與飽和碳酸氫銨的混合溶液中，作為改性溶液；
(2)將活性三氧化二鋁載體浸入上述改性溶液中，將負(fù)載改性劑的活性三氧化二鋁載體濾出，干燥；
(3)將上述干燥后負(fù)載改性劑的活性三氧化二鋁載體，在180～240℃下焙燒，得到脫汞吸附劑前體；
(4)將上述脫汞吸附劑前體硫化，得到天然氣脫汞吸附劑。
所述的天然氣脫汞吸附劑的制備方法，步驟(1)中，改性溶液中銅離子的濃度為1～4.5mol/l。
所述的天然氣脫汞吸附劑的制備方法，步驟(2)中，活性三氧化二鋁載體的粒徑為1.5～4.5mm、有效孔容為0.75～0.95cm3/g、比表面積為150～300m2/g。
所述的天然氣脫汞吸附劑的制備方法，步驟(2)中，當(dāng)負(fù)載改性劑的活性三氧化二鋁載體瀝干后，再在80～150℃下鼓風(fēng)干燥1～4h。
所述的天然氣脫汞吸附劑的制備方法，步驟(3)中，焙燒在鼓風(fēng)條件下進(jìn)行。
所述的天然氣脫汞吸附劑的制備方法，步驟(4)中，硫化采用的硫化劑為硫化氫、硫含量為5～15wt％的硫化銨溶液中的任意一種。
所述的天然氣脫汞吸附劑的制備方法，步驟(4)中，經(jīng)硫化后的脫汞吸附劑在80～150℃，鼓風(fēng)條件下干燥4～16h。
所述的天然氣脫汞吸附劑的制備方法，步驟(4)中，以質(zhì)量比計(jì)，天然氣脫汞吸附劑中銅的硫化物與活性三氧化二鋁載體質(zhì)量比為(8～27)：(73～92)。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
1、本發(fā)明采用獨(dú)特的改性溶液，在特定的條件下制備得到的脫汞吸附劑，具有較大的孔容、比表面積及活性組分含量，進(jìn)而能夠提高脫汞吸附劑的脫除效率。
2、本發(fā)明所述天然氣脫汞吸附劑的制備方法中，進(jìn)一步控制在鼓風(fēng)條件下對(duì)負(fù)載改性溶液的活性三氧化二鋁載體進(jìn)行干燥，從而保留了載體的孔容，進(jìn)一步 保證脫汞劑前體中銅化合物的硫化率，從而提高了脫汞吸附劑的脫汞效率。
3、本發(fā)明制得的天然氣脫汞吸附劑價(jià)格低廉，對(duì)環(huán)境無(wú)二次污染，對(duì)天然氣中的汞具有較高脫除效率。
具體實(shí)施方式
下面，通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1
本實(shí)施例采用將活性組分銅的硫化物負(fù)載于活性三氧化二鋁載體之上，以得到具有較高汞脫除效果的天然氣脫汞吸附劑，包括如下步驟：
(1)將堿式碳酸銅完全溶解于氨水中，作為改性溶液，改性溶液中銅離子的濃度為2mol/l；
(2)將活性三氧化二鋁載體浸入上述改性溶液中，將負(fù)載改性劑的活性三氧化二鋁載體濾出，當(dāng)負(fù)載改性劑的活性三氧化二鋁載體瀝干后，再在100℃下鼓風(fēng)干燥2h；
活性三氧化二鋁載體的粒徑為1.5～4.5mm、有效孔容為0.75～0.95cm3/g、比表面積為150～300m2/g。
(3)將上述干燥后的載體在200℃下焙燒，焙燒在鼓風(fēng)條件下進(jìn)行，得到脫汞吸附劑前體；
(4)將上述脫汞吸附劑前體硫化，硫化的硫化劑為硫化氫，得到天然氣脫汞吸附劑。以質(zhì)量比計(jì)，所述天然氣脫汞吸附劑中銅的硫化物與活性三氧化二鋁載體質(zhì)量比為25：75。
本實(shí)施例制得的天然氣脫汞吸附劑價(jià)格低廉，對(duì)環(huán)境無(wú)二次污染，對(duì)天然氣中的汞具有較高脫除效率，脫汞效率為95％以上。
實(shí)施例2
本實(shí)施例采用將活性組分銅的硫化物負(fù)載于活性三氧化二鋁載體之上，以得到具有較高汞脫除效果的天然氣脫汞吸附劑，包括如下步驟：
(1)將堿式碳酸銅完全溶解于飽和碳酸氫銨水溶液中，作為改性溶液，改性溶液中銅離子的濃度為3mol/l；
(2)將活性三氧化二鋁載體浸入上述改性溶液中，將負(fù)載改性劑的活性三氧化二鋁載體濾出，當(dāng)負(fù)載改性劑的活性三氧化二鋁載體瀝干后，再在90℃下鼓風(fēng)干燥3h；
活性三氧化二鋁載體的粒徑為1.5～4.5mm、有效孔容為0.75～0.95cm3/g、比表面積為150～300m2/g。
(3)將上述干燥后的載體在180℃下焙燒，焙燒在鼓風(fēng)條件下進(jìn)行，得到脫汞吸附劑前體；
(4)將上述脫汞吸附劑前體硫化，硫化的硫化劑為硫化氫、硫含量為5～15wt％的硫化銨溶液中的任意一種，得到天然氣脫汞吸附劑。以質(zhì)量比計(jì)，所述天然氣脫汞吸附劑中銅的硫化物與活性三氧化二鋁載體質(zhì)量比為20：80。
本實(shí)施例制得的天然氣脫汞吸附劑價(jià)格低廉，對(duì)環(huán)境無(wú)二次污染，對(duì)天然氣中的汞具有較高脫除效率，脫汞效率為96％左右。
實(shí)施例3
本實(shí)施例采用將活性組分銅的硫化物負(fù)載于活性三氧化二鋁載體之上，以得到具有較高汞脫除效果的天然氣脫汞吸附劑，包括如下步驟：
(1)將堿式碳酸銅完全溶解于氨水與飽和碳酸氫銨水溶液的混合溶液中，氨水與飽和碳酸氫銨水溶液的體積比為1：1，作為改性溶液，改性溶液中銅離子的濃度為4mol/l；
(2)將活性三氧化二鋁載體浸入上述改性溶液中，將負(fù)載改性劑的活性三氧化二鋁載體濾出，當(dāng)負(fù)載改性劑的活性三氧化二鋁載體瀝干后，再在120℃下鼓風(fēng)干燥2h；
活性三氧化二鋁載體的粒徑為1.5～4.5mm、有效孔容為0.75～0.95cm3/g、比表面積為150～300m2/g。
(3)將上述干燥后的載體在220℃下焙燒，焙燒在鼓風(fēng)條件下進(jìn)行，得到脫汞吸附劑前體；
(4)將上述脫汞吸附劑前體硫化，硫化的硫化劑為硫化氫、硫含量為5～15wt％的硫化銨溶液中的任意一種，得到天然氣脫汞吸附劑。以質(zhì)量比計(jì)，所述天然氣脫汞吸附劑中銅的硫化物與活性三氧化二鋁載體質(zhì)量比為10：90。
本實(shí)施例制得的天然氣脫汞吸附劑價(jià)格低廉，對(duì)環(huán)境無(wú)二次污染，對(duì)天然氣中的汞具有較高脫除效率，脫汞效率為95％以上。