净化剂及其制备方法与应用和净化方法技术

本发明专利技术涉及净化领域，公开了一种净化剂，该净化剂含有活性炭和负载在所述活性炭上的活性组分，所述活性组分含有铜元素和锌元素，所述活性炭的比表面积≥1000m2/g，中孔率≥40％；还公开了一种净化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：制备比表面积≥1000m2/g，中孔率≥40％的椰壳炭；在水存在下，将上述椰壳炭、水溶性铜源、水溶性锌源、水溶性铝源和沉淀剂进行接触，得到不溶性反应混合物；将不溶性反应混合物进行焙烧；使用本发明专利技术的净化剂可用于含有硫杂质、砷杂质和/或磷杂质的气体或液体的净化，净化后气体或液体中硫杂质、砷杂质和磷杂质的含量均在1ppm以下，净化剂中活性组分利用率在85％以上。利用率在85％以上。

【技术实现步骤摘要】
净化剂及其制备方法与应用和净化方法


[0001]本专利技术涉及净化领域，具体涉及一种净化剂及其制备方法与应用和净化方法。

技术介绍

[0002]硫、砷、磷等杂质广泛存在于天然气、合成气、煤制气、轻质气和液态烃类等原料中，这些杂质的存在会导致很多种类的催化剂中毒失活，极大缩短催化剂的使用寿命，甚至导致催化反应无法正常进行；此外，在生产中，残留的杂质会随着生产的进行进入下游合成品中，从而带来一系列的环境和健康等方面的问题。因此，高效高精度地脱除硫、砷、磷等杂质对于保护下游装置的主催化剂且同时提高下游产品的品质有着非常重要的意义。
[0003]一般情况下，工业原料中的硫杂质主要以H2S和COS(羰基硫)的形式存在，砷杂质主要以AsH3形式存在，磷杂质主要以PH3的形式存在。目前对气体中的硫杂质、砷杂质和磷杂质进行脱除的方法是使用脱硫剂、脱砷剂和脱磷剂进行吸附、脱除。
[0004]目前，脱硫剂、脱砷剂和脱磷剂的发展趋势是向低堆密度、低使用温度、高强度以及高硫容和砷容的方向发展。
[0005]CN201410575030.5公开了一种常温脱硫脱砷剂及其制备方法，以重量份数计，包括以下组分：a)1～10份的绿铜锌矿；b)10～50份的氧化铜；c)10～60份的氧化锌；d)0.01～3份的稀土金属R。稀土金属的加入改善了Zn、Cu周围的电荷分布，提高了其净化能力。
[0006]CN201410314482.8公开了一种硫砷吸附剂及其制备方法，以重量份数计，包括以下组分：a)1～10份的绿铜锌矿；b)13～50份的氧化铜；c)10～55份的氧化锌；d)0.1～5份的氧化铁；e)0.1～5份的氧化锰。氧化铁、氧化锰的加入提高了吸附剂的硫容和砷容。
[0007]CN201510678194.5公开了一种同时净化硫化氢、磷化氢、砷化氢的吸附剂的制备方法，具体包括以下步骤：(1)按1～5mol/1000ml的比例将浓酸溶解于的蒸馏水中，并搅拌至混合均匀；(2)按5～30g/100ml的比例将P123或F127加入步骤(1)溶液中，并在30～50℃搅拌20～60分钟；(3)在步骤(2)所得溶液中按1～5g/100ml的比例加入扩孔剂，然后按步骤(2)得到的溶液与正硅酸乙酯体积比为10:1～30:1的比例混合溶液中加入正硅酸乙酯并在30～50℃搅拌1～6小时；(4)步骤(3)中得到的混合溶液倒入反应釜中，100～150℃下结晶24～72小时，然后将所得粉末用蒸馏水洗涤、过滤直至试纸不变色；(5)将步骤(4)得到的固体物质在100～150℃下干燥12～60小时，最后将所得白色粉末置于焙烧炉中，以1～5℃/min升温至400～600℃恒温2～6小时，自然冷却至室温后得到吸附剂载体；(6)将步骤(5)中干燥后的吸附剂载体加入到金属盐溶液中超声浸渍30～60分钟，再将浸渍后的吸附剂在100～150℃下干燥3～7小时，然后在300～700℃下焙烧2～6小时；(7)将步骤(6)中焙烧后的大孔吸附剂放入酸性溶液中超声浸渍30～60分钟，再将浸渍后的吸附剂在100～150℃下干燥3～7小时，即制得可深度净化硫化氢、磷化氢、砷化氢大孔径吸附剂；使用大孔径吸附剂同时吸附三种气体。
[0008]上述方案对吸附剂的吸附能力虽然有所改善和提高。但是，仍然存在净化剂活性组分利用低的问题。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的净化剂活性组分利用率低的问题，提供一种净化剂及其制备方法与应用和净化方法，实现提高净化剂的活性组分利用率的目的。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种净化剂，其中，该净化剂含有活性炭和负载在所述活性炭上的活性组分，其中所述活性组分含有铜元素和锌元素，所述活性炭的比表面积≥1000m2/g，中孔率≥40％。
[0011]本专利技术第二方面提供一种净化剂的制备方法，其中，该方法包括以下步骤：
[0012](1)在惰性气体气氛中，将原料椰壳炭粉末升温至700℃-1000℃，然后在二氧化碳气氛中在700℃-1000℃下进行活化处理160-300分钟，再在惰性气体气氛中冷却降温，得到比表面积≥1000m2/g，中孔率≥40％的椰壳炭；
[0013](2)在水存在下，将上述椰壳炭、水溶性铜源、水溶性锌源、水溶性铝源和沉淀剂进行接触，得到不溶性反应混合物；
[0014](3)将不溶性反应混合物进行焙烧。
[0015]本专利技术第三方面提供一种由上述方法制得的净化剂。
[0016]本专利技术第四方面提供一种上述净化剂在气体或液体净化中的应用。
[0017]本专利技术第五方面提供一种净化方法，其中，该方法包括将待净化气体或液体与上述净化剂接触。
[0018]本专利技术的净化剂具有较佳的净化效果以及较高的活性组分利用率，使用本专利技术的净化剂净化含有硫杂质、砷杂质、磷杂质中的至少一种的气体或液体，净化后的气体或液体中的硫杂质、砷杂质和磷杂质的含量均在1ppm以下，且活性组分的利用率达到了85％以上。
具体实施方式
[0019]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0020]本专利技术中，吸附容量是指单位吸附剂所吸附的吸附质的量，单位是mg/g。
[0021]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种净化剂，其中，该净化剂含有活性炭和负载在所述活性炭上的活性组分，其中所述活性组分含有铜元素和锌元素，所述活性炭的比表面积≥1000m2/g，中孔率≥40％。
[0022]本专利技术中，中孔率是指孔径在2nm以上的孔的孔容占总孔容的百分比。即中孔率＝中孔孔容
÷
总孔容；中孔孔容＝总孔容-微孔孔容，采用美国ASAP2600型表面分析仪测定椰壳炭的孔结构，用t-plot法计算微孔孔容，单点法计算总孔容。
[0023]本专利技术中，比表面积采用BET法测得。
[0024]本专利技术中，硫杂质的含量以硫计，砷杂质的含量以砷计，磷杂质的含量以磷计。
[0025]本专利技术中，为了提高所述净化剂的净化效果以及净化剂活性组分的利用率，优选地，所述净化剂中活性炭的含量为50-90重量份，更优选为60-80重量份；以氧化物计，所述铜元素的含量为1-10重量份，更优选为1-8重量份；以氧化物计，所述锌元素的含量为1-10重量份，更优选为1-8重量份。
[0026]本专利技术中，对所述净化剂中铜元素和锌元素的存在形式没有特别的限制，为了提高所述净化剂的净化效果以及净化剂活性组分的利用率，优选地，所述铜元素以氧化铜形式存在或者以氧化铜和绿铜锌矿的形式存在，所述锌元素以氧化锌的形式存在或者以氧化锌和绿铜锌矿的形式存在。
[0027]本专利技术中，为了进一步提高所述净化剂的净化效果以及净本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种净化剂，其特征在于，该净化剂含有活性炭和负载在所述活性炭上的活性组分，其中所述活性组分含有铜元素和锌元素，所述活性炭的比表面积≥1000m2/g，中孔率≥40％。2.根据权利要求1所述的净化剂，其中，所述活性炭的含量为50-90重量份，优选为60-80重量份；以氧化物计，所述铜元素的含量为1-10重量份，优选为1-8重量份；以氧化物计，所述锌元素的含量为1-10重量份，优选为1-8重量份；优选地，所述铜元素以氧化铜或者氧化铜和绿铜锌矿的形式存在，所述锌元素以氧化锌或者氧化锌和绿铜锌矿的形式存在，更优选地，所述铜元素以氧化铜的形式存在，所述锌元素以氧化锌的形式存在。3.根据权利要求1或2所述的净化剂，其中，所述活性炭的中孔率为40％-50％，所述活性炭的比表面积为1000-1500m2/g；优选地，所述活性炭为椰壳炭。4.根据权利要求3所述的净化剂，其中，所述椰壳炭的制备方法包括在惰性气体气氛中，将原料椰壳炭粉末升温至700℃-1000℃，然后在二氧化碳气氛中在700℃-1000℃下进行活化处理160-300分钟，再在惰性气体气氛中冷却降温；优选地，相对于100重量份的原料椰壳炭粉末，所述二氧化碳的用量为每分钟1-15重量份。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的净化剂，其中，该净化剂还含有含铝化合物，优选为氧化铝；相对于所述活性炭的含量为50-90重量份，所述氧化铝的含量为1-6重量份；优选地，该净化剂还含有粘结剂，相对于所述活性炭的含量为50-90重量份，所述粘结剂的含量为1-5重量份。6.一种净化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)在惰性气体气氛中，将原料椰壳炭粉末升温至700℃-1000℃，然后在二氧化碳气氛中在700℃-1000℃下进行活化处理160-300分钟，再在惰性气体气氛中冷却降温，得到比表面积≥1000m2/g，中孔率≥40％的椰壳炭；(2)在水存在下，将上述椰壳炭、水溶性铜源、水溶性锌源、水溶性铝源和沉淀剂进行接触，得到不溶性反应混合物；(3)将不溶性反应混合物进行焙烧。7.根据权利要求6所述的方法，其中，步骤(2)中所述进行接触的方式包括如下步骤：(1)将沉淀剂和水进行混合，得到溶液Ⅰ；(2)将活性炭和溶液Ⅰ进行混合，得到悬浮液Ⅱ；(3)将水溶性铜源、水溶性锌源、水溶性铝源和水进行混合，得到溶液Ⅲ；(4)将沉淀剂和水进行混合，得到溶液Ⅳ，溶液IV中沉淀剂的浓度大于溶液I中沉淀剂的浓度；(5)将悬浮液Ⅱ、溶液Ⅲ和溶液Ⅳ进行混合；优选地，所述水溶性铜源选自硝酸铜、硫酸铜、氯化铜中的一种或多种，更优选为硝酸铜；优选地...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾银娟，高焕新，王灿，吴双，杨贺勤，高晓晨，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：