吸着剂制造技术

描述了一种制备吸着剂组合物的方法，包括以下步骤：(i)从溶液或浆料中将铜化合物层施涂在载体材料表面上，和(ii)干燥涂覆的载体材料，其中干燥的载体上的铜化合物层厚度为1‑200μm。可以将前体转化成适合于通过施涂一种或多种硫化合物以将铜化合物硫化并形成CuS而从液体或气体中去除重金属的吸着剂。

Sorbent

A method is described for preparation of sorbent composition, which comprises the following steps: (I) from solution or slurry in copper compound layer onto the surface of the support material, and (II) drying the coated carrier material, wherein the thickness of the copper compound layer dry carrier is 1 200 m. A precursor can be converted into an adsorbent suitable for removing heavy metals from a liquid or gas by applying one or more sulfur compounds to cure the copper compound and forming CuS.

【技术实现步骤摘要】
本申请是基于申请号为201080036449.3、申请日为2010年8月10日、专利技术名称为“吸着剂”的中国专利申请的分案申请。本专利技术涉及吸着剂和特别是适合于从流体物流中捕集重金属例如汞、砷和锑的金属硫化物吸收剂。在流体物流例如烃或其它气体和液体物流中发现少量的汞。在烃物流中也可以发现少量砷。除了它的毒性之外，汞可以导致铝换热器和其它处理设备的失效。因此，需要从流体物流中、优选尽可能早地在工艺流程中有效去除这些金属。US4094777公开了利用含硫化铜的预硫化吸收剂从含汞的天然气物流中吸收汞。通过混合铜化合物例如粉末化碱式碳酸铜(也称为碱式碳酸铜)与载体或分散体材料例如水泥(cement)，和形成挤出物或颗粒，从而制备吸着剂。作为替代，通过用可溶性铜化合物例如硝酸铜的溶液浸渍载体例如氧化铝小球，制备吸着剂。利用硫化氢或水中或有机溶剂中的硫化物溶液硫化颗粒、挤出物或载体中的铜化合物。尽管将微粒碳酸铜与微粒载体或水泥组合提供了有效的吸着剂，但是所得挤出物或颗粒中仍然可能有相当大比例的铜不可用。目前，铜是昂贵的金属，希望提供具有低Cu水平的、保留在造粒或挤出产品中观察到的高重金属容量的吸着剂。浸渍材料例如硝酸铜浸渍材料可能需要高的硫化温度或添加银化合物以被完全硫化，这两种情况都是不希望的。申请人已经发现了克服前述制备路线的问题的方法。因此，本专利技术提供制备吸着剂组合物的方法，包括以下步骤：(i)从溶液或浆料中将铜化合物层施涂在载体材料表面上，和(ii)干燥涂覆的载体材料，其中干燥的载体上的铜化合物层厚度为1-200μm。所述方法可以进一步包括施涂一种或多种硫化合物以实现铜化合物的硫化从而形成硫化铜(II)，CuS的步骤。本专利技术还提供通过该方法可获得的吸着剂组合物，包含载体材料表面上的层形式的硫化的铜化合物。本专利技术还提供从工艺流体中去除重金属的方法，包括使含重金属的工艺流体与硫化的吸着剂接触。本专利技术的实施方案包括：1.一种制备吸着剂组合物的方法，包括以下步骤：(i)从溶液或浆料中将铜化合物层施涂在载体材料表面上，和(ii)干燥涂覆的载体材料，其中干燥的载体上的铜化合物层厚度为1-200μm。2.实施方案1的方法，其中干燥的载体中铜化合物层的厚度为1-150微米，优选1-100微米，更优选1-50微米。3.实施方案1或实施方案2的方法，其中吸着剂包含0.5-20重量％的铜。4.实施方案1-4任一项的方法，其中除了铜之外，吸着剂的可硫化的金属的总含量≤5重量％。5.实施方案1-4任一项的方法，其中铜化合物包括以下的一种或多种：碱式碳酸铜，硝酸铜，硫酸铜，乙酸铜，它们的氨络物，硫化铜(II)和氧化铜。6.实施方案1-5任一项的方法，其中载体材料包括：氧化铝，水合氧化铝，二氧化钛，氧化锆，二氧化硅或硅铝酸盐，或这些中两种或更多种的混合物。7.实施方案1-6任一项的方法，其中载体材料是氧化铝。8.实施方案1-7任一项的方法，其中载体的形式为泡沫、独石或蜂窝体或整装填料上的涂层。9.实施方案1-7任一项的方法，其中载体为选自以下的成型微粒单元形式：小球，环，三叶体，四叶体和圆柱体，其具有延伸通过其的2-10个孔。10.实施方案1-9任一项的方法，其中载体的BET表面积为10-330m2.g-1和孔体积为0.3-0.9cm3.g-1。11.实施方案1-10任一项的方法，其中载体是大孔和/或中孔的。12.实施方案1-11任一项的方法，其中铜化合物层通过用碱式碳酸铜的浆料浸涂或喷涂载体形成。13.实施方案12的方法，其中浆料的pH为5-9。14.实施方案1-11任一项的方法，其中铜化合物层通过以下形成：将铜的氨络物化合物溶液施涂至载体上和同时或随后将载体加热至50-200℃的温度。15.实施方案14的方法，其中铜的氨络物化合物包括碳酸氨铜。16.实施方案14或权利要求15的方法，其中将载体加热至50-200℃的温度和将铜的氨络物化合物溶液喷涂到加热后的载体上。17.实施方案1-16任一项的方法，包括煅烧干燥的涂覆载体以将铜化合物转化成氧化铜(II)的步骤。18.实施方案1-17任一项的方法，还包括将一种或多种硫化合物施涂到所述层上以实现铜的硫化，从而形成硫化铜(II)。19.实施方案18的方法，其中硫化合物是硫化氢。20.通过实施方案1-17任一项的方法可获得的吸着剂前体组合物。21.通过实施方案18或权利要求19的方法可获得的吸着剂组合物，包括载体材料表面上的含有CuS的层形式的硫化的铜化合物。22.权利要求21的吸着剂组合物，其中除了铜之外，硫化的吸着剂中金属硫化物的总含量≤1wt％。23.一种从工艺流体中去除重金属的方法，包括使所述流体与实施方案20的吸着剂组合物或根据权利要求1-17的方法制备的吸着剂组合物接触，其中所述流体还包含一种或多种硫化合物，优选硫化氢。24.一种从工艺流体中去除重金属的方法，包括使所述流体与实施方案21或权利要求22的吸着剂或根据权利要求18或权利要求19的方法制备的吸着剂接触。25.实施方案23或实施方案24的方法，其中重金属是汞和/或砷。26.实施方案23-25任一项的方法，其中所述流体是烃物流。27.实施方案23-26任一项的方法，其中含重金属的流体含有0.02-5vol％的量的游离水。28.实施方案23-27任一项的方法，其中所述流体是海上烃物流或来自烃脱水单元的再生物流。术语“吸着剂”包括吸附剂和吸收剂。本文使用的“重金属”指汞，砷，铅，镉和锑，但是本专利技术吸着剂特别用于从流体物流中去除汞和砷，特别是汞。铜化合物应该是可硫化的，即与硫化合物反应形成硫化铜(II)，CuS。适合的铜化合物是以下的一种或多种：碱式碳酸铜，硝酸铜，硫酸铜，乙酸铜，它们的氨络物，即碳酸氨铜、硝酸氨铜、硫酸氨铜和乙酸氨铜，硫化铜(II)和氧化铜。优选铜化合物是碳酸铜化合物，例如碱式碳酸铜。硝酸铜和硫酸铜是较次优选的，因为在任何后续硫化步骤期间产生HNO3或H2SO4。不同于造粒或挤出产品，本专利技术吸着剂的铜含量相对低和优选为0.5-20重量％(以未硫化材料中存在的铜表示)，更优选0.75-10重量％，最优选0.75-5.0重量％。虽然该水平小于造粒材料中铜的一半，和在一些情况下小于1/3，但是出人意料地发现关于捕集汞的效力与这些产品相称。本专利技术中，除了铜之外，吸着剂的可硫化的金属的总含量优选≤5重量％。这使得以充分低的水平形成相应的水-可溶性金属硫酸盐，不因为当工艺流体含有游离水时使用期间的溶解-再沉积和附聚而造成压降升高和减活。优选除了铜之外，硫化的吸着剂中金属硫化物的总含量为≤1wt％，更优选≤0.5wt％，特别是≤0.1wt％。杂质金属硫化物可以是以下的一种或多种：硫化钙，硫化锌，硫化铁，硫化镍，硫化铬和硫化锰。它们可以通过铜化合物或载体材料的污染而引入。低杂质金属硫化物水平可以通过选择高纯铜化合物和载体和通过从组合物中排除杂质金属化合物而实现。铜化合物在载体表面上作为层存在。干燥的材料中层的厚度为1-200μm(微米)，但优选1-150微米，更优选1-100微米，特别是1-50微米。较薄的层实现更有效地利用施涂的铜。取决于铜化合物，硫化将通常留下不变或略微较薄的层厚度。本专利技术吸着剂中的铜化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备吸着剂组合物的方法，包括以下步骤：(i)从浆料将铜化合物层通过喷涂该浆料施涂在载体材料表面上，所述铜化合物选自碱式碳酸铜和氧化铜，所述载体材料载体为选自以下的成型微粒单元形式：小球、环、三叶体、四叶体和圆柱体，其具有从中延伸的2‑10个孔，和(ii)干燥涂覆的载体材料，其中所述吸着剂包含0.5‑20重量％的铜，除了铜之外吸着剂的可硫化的金属的总含量≤5重量％，和干燥的载体上的所述铜化合物层的厚度为1‑200μm。

【技术特征摘要】
2009.08.17 GB 0914272.01.一种制备吸着剂组合物的方法，包括以下步骤：(i)从浆料将铜化合物层通过喷涂该浆料施涂在载体材料表面上，所述铜化合物选自碱式碳酸铜和氧化铜，所述载体材料载体为选自以下的成型微粒单元形式：小球、环、三叶体、四叶体和圆柱体，其具有从中延伸的2-10个孔，和(ii)干燥涂覆的载体材料，其中所述吸着剂包含0.5-20重量％的铜，除了铜之外吸着剂的可硫化的金属的总含量≤5重量％，和干燥的载体上的所述铜化合物层的厚度为1-200μm。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述干燥的载体中所述铜化合物层的厚度为1-150微米，优选1-100微米，更优选1-50微米。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述载体材料包括：氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·菲施，L·J·查理斯，M·J·考辛斯，M·R·菲维尔，A·M·瓦格兰德，S·D·普灵顿，E·H·斯蒂特，
申请(专利权)人：约翰森·马瑟公开有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB