使用高容量铜吸附剂从流体料流中除去汞的方法技术

从流体料流中除去汞的方法，其包括使流体料流与包含铜硫化物的吸着剂接触。铜硫化物由铜碳酸盐在小于150℃的温度下直接硫化而形成，而不使铜碳酸盐热分解成氧化物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】从流体料流中除去汞的方法，其包括使流体料流与包含铜硫化物的吸着剂接触。铜硫化物由铜碳酸盐在小于150℃的温度下直接硫化而形成，而不使铜碳酸盐热分解成氧化物。【专利说明】 早期国家申请的优先权要求 本申请要求2012年2月6日提交的美国申请No. 13/367,219的优先权。 专利
本公开内容一般性地涉及从烃液体和气体中除去污染物。在某些实施方案中，本 公开内容涉及使用铜基吸着剂从烃料流中除去汞。在某些实施方案中，本公开内容涉及包 含铜硫化物化合物的高容量吸着剂的用途，其中铜硫化物化合物通过铜含氧盐的直接硫化 而制备。 专利技术背景 烃流体料流，包括液流和气流通常被汞化合物污染。包含负载型金属硫化物如铜 硫化物（CuS)的吸着剂用于通过反应1从烃流体料流中清除汞。 2CuS+Hg - HgS+Cu2S (1) 例如，美国专利No. 4, 094, 777描述了包含载体和铜硫化物的固体物质作为来自 气体或液体的萊的吸收剂。用于Hg脱除的CuS基材料由Axens，Johnson Matthey及其它 提供以用于天然气和烃工业中。 制备铜硫化物吸着剂的现有技术方法包括两步骤方法。首先使铜碳酸盐分解成氧 化铜，随后将氧化铜硫化以产生吸着剂的活性铜硫化物组分。铜碳酸盐的分解和氧化铜的 硫化需要较高温度，产生吸着剂的活性组分的附聚或结块。表面积的降低限制了活性组分 的利用。活性铜硫化物组分的高利用对降低吸附剂床体积和/或提高吸附剂使用寿命而言 是理想的。因此，需要（i)能够清除更多汞每活性组分量和/或（ii)具有比现有技术组合 物和方法更高活性组分利用水平的更高容量汞吸着剂。 专利技术概述 提出从流体料流中除去汞的方法。该方法包括使流体料流与包含铜硫化物的吸着 剂接触。铜硫化物由铜碳酸盐在小于150°c的温度下直接硫化而形成，而不使铜碳酸盐热分 解成氧化物。 附图简述 图1为现有技术吸附剂和 申请人:的吸着剂的一个实施方案的穿透曲线的图，其各 自具有7X14的筛目大小；和 图2为现有技术吸收剂和 申请人:的吸着剂的一个实施方案的穿透曲线的图，其各 自具有5X8的筛目大小。 优选实施方案详述 在以下描述中参考附图以优选实施方案描述本专利技术，其中类似的数字表示相同或 类似的元件。在整个该说明书中，关于"一个（one/an)实施方案"或类似语言的提及意指 关于该实施方案描述的特定特征、结构或特性包括在本专利技术的至少一个实施方案中。因此， 在整个该说明书中，短语"在一个（one/an)实施方案中"和类似语言可以，但未必都指相同 的实施方案。 如本文所用术语吸着剂、吸附剂和吸收剂指材料吸收或吸取其表面上的液体或气 体组分或者将这类组分吸收到其本体中的能力。 提出制备铜基吸着剂的方法和通过这类方法制备的吸着剂。在一个实施方案中， 申请人:的吸着剂包含置于载体材料内的铜材料。在各个实施方案中，吸着剂包含置于载体 材料内的铜硫化物。在各个实施方案中，铜硫化物为硫化铜（CuS)。在各个实施方案中，铜 硫化物为硫化亚铜（Cu 2S)。 在各个实施方案中，载体材料为选自由氧化铝、二氧化硅、二氧化硅-氧化铝、硅 酸盐、错酸盐、娃错酸盐如沸石、二氧化钛、氧化锫、赤铁矿、二氧化铺、氧化镁和氧化鹤组成 的组的金属氧化物。在一个实施方案中，载体材料为氧化铝。在一些实施方案中，载体材料 为碳或活性炭。在某些实施方案中， 申请人:的吸着剂不包含粘合剂。 在各个实施方案中，氧化铝载体材料以过渡型氧化铝的形式存在，其包含能够快 速再水化并可以反应性形式保留实质量的水的弱结晶氧化铝相如" P "、" X "和"伪Y "氧 化铝的混合物。氢氧化铝A1(0H)3如三水铝石是制备过渡型氧化铝的来源。制备过渡型氧 化铝的现有技术工业方法包括将三水铝石研磨至1-20 μ m的粒度，其后快速煅烧短的接触 时间，如专利文献如美国专利No. 2, 915, 365所述。无定形氢氧化铝和其它天然发现的矿 物结晶氢氧化物如三轻错石和诺三水氧化错或一氧化物氢氧化物（monoxide hydroxide)、 A100H如勃姆石和水铝石也可用作过渡型氧化铝的来源。在某些实施方案中，该过渡型氧化 铝材料的BET表面积为300m 2/g，且平均孔径为45埃，如通过氮吸附法测定，产生多孔吸着 剂。 在各个实施方案中，过渡金属的固体含氧盐用作吸着剂的起始组分。通过定义， "含氧盐"指含氧酸的任何盐。有时该定义加宽至"包含氧以及给定阴离子的盐"。例如FeOCl 被认为是根据该定义的含氧盐。 在某些实施方案中，含氧盐包含一种或多种铜碳酸盐。在某些实施方案中，含氧盐 包含一种或多种碱式碳酸铜。碱式碳酸铜如Cu 2(0H)2C03可通过铜盐如Cu(N0)3、CuS0 4和 CuCl2与碳酸钠沉淀而制备。在一个实施方案中，由Phibro Tech, Ridgefield Park,N.J.生 产的合成形式的孔雀石，碱式碳酸铜用作吸着剂的组分。 取决于所用条件，尤其是取决于洗涤所得沉淀物，最终材料可包含一些来自沉淀 方法的残留产物。在CuCl 2原料的情况下，氯化钠是沉淀方法的副产物。已确定具有残留 氯和钠的市售碱式碳酸铜显示出与实际上无氯的其它商业碱式碳酸铜相比对加热而言较 低的稳定性和对还原而言改进的抗性。 在一个实施方案中，粗吸着剂珠（即碱式碳酸铜颗粒）的粒度在过渡型氧化铝的 范围内，S卩1-20μπι。在其它实施方案中，粗吸着剂珠包含含氧盐蓝铜矿Cu 3(0H)2(C03)2。在 其它实施方案中，粗吸着剂珠包含铜、镍、铁、锰、钴、锌或其混合物的含氧盐。 在某些实施方案中，粗吸着剂珠包含基于无挥发物，作为CuO计算为5-85质量％ 的铜。在一个实施方案中，粗吸着剂珠包含70质量％铜。 吸着剂通过使粗吸着剂珠暴露于硫化环境下而制备。在各个实施方案中，硫化环 境包含硫化氢（H 2S)、能够在热处理下释放H2S的其它有机或无机物质，例如但不限于二甲 基二硫化物或者多硫化物或其组合。在一个实施方案中，粗吸着剂珠在小于150°C的温度下 硫化。在一个实施方案中，粗吸着剂珠在100-150°C的温度下硫化。铜碳酸盐直接硫化而 不形成氧化铜中间体。在某些实施方案中，在硫化步骤以后，所得吸着剂不包含残留铜碳酸 盐。在某些实施方案中，在硫化步骤以后，所得吸着剂不包含氧化铜。 在某些实施方案中，吸着剂包含10-80质量％的铜硫化物。在某些实施方案中，吸 着剂包含5-23质量％的铜硫化物形式的硫。在某些实施方案中，吸着剂包含12-18质量％ 的铜硫化物形式的硫。在某些实施方案中，吸着剂包含14质量％的铜硫化物形式的硫。 在某些实施方案中，最终吸着剂珠具有l-10mm的直径（对于球形珠）或最大宽度 (对于不规则形状的珠）。在某些实施方案中，最终吸着剂珠具有1. 2-5mm的直径或最大宽 度。 在各个实施方案中，最终吸着剂珠为多孔的（即具有延伸通过其中的多个孔和空 隙）。在某些实施方案中，最终吸着剂珠的孔体积为至少〇.12cm 3/g。在各个实施方案中， 最终吸着剂珠具有640kg/m3(401bs/ft3)至1280kg/m 3(801bs/ft3)的堆积密度。在各个实 施方案中，最终吸本文档来自技高网...

【技术保护点】
从流体料流中除去汞的方法，其包括使所述流体料流与包含铜硫化物的吸着剂接触，其中所述铜硫化物由铜碳酸盐在小于150℃的温度下直接硫化而形成，而不使铜碳酸盐热分解成氧化物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·西莫内蒂，V·I·卡纳兹雷夫，T·特雷纳，
申请(专利权)人：环球油品公司，
类型：发明
国别省市：美国;US