一种高比表面积、高氯容量的脱氯剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于吸附剂材料技术领域，涉及一种高比表面积、高氯容量的脱氯剂及其制备方法。本发明专利技术采用非离子表面活性剂与可溶性酚醛树脂进行自由组装作为炭源前驱体，再加入可溶性碱金属盐，高温炭化处理制得脱氯剂；制备炭源前驱体期间加入少量的交联剂，可以大大降低高温炭化过程中介孔炭骨架塌陷的几率，提高复合材料的热稳定性，从而保证脱氯剂有很高的比表面积。面积。面积。

【技术实现步骤摘要】
一种高比表面积、高氯容量的脱氯剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于吸附剂材料
，涉及一种高比表面积、高氯容量的脱氯剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]在连续性化工生产装置，钯、铂、铑等贵金属负载型催化剂为保持高效、稳定催化活性，需要间断性或连续性对催化剂进行再生。在催化剂再生过程中，往往会加入氯气、四氯乙烯等氯类物质促使催化剂活性组分再次均匀分布，减小粒径，提高活性组分分散度。不可避免的，分散催化剂活性组分的氯类物质会随着催化剂进入反应器中，在高温反应环境及催化剂共同作用下，有氯化氢和少量的氯类有机物生成，物料中的氯化氢、水、硫化氢处于同一个环境中，极易形成HCl
‑
H2S
‑
H2O体系，具有极强的腐蚀性，随着反应器流出物料进入下游设备，腐蚀金属管道和设备；氯化氢与氨类物质反应，生成铵盐，堵塞、破坏冷却设备。因此，反应器流出物经压缩后设置脱氯罐优先脱除产物中的氯化氢。
[0003]目前，工业应用的脱氯剂是以CaO、Na2O、ZnO等碱性金属氧化物为主要成分与Al2O3载体混捏成型或被负载在载体制得，碱性金属氧化物与氯化氢发生化学吸附而达到脱除氯化氢的效果。但工业应用中的脱氯剂在较低物料温度下，传质效果差，穿透氯容普遍低于30％，导致脱氯剂使用寿命远低于设计值，影响装置下游设备稳定运行。并且，频繁进行新脱氯剂购买、高风险更换作业、废剂委外处理等费用大大增加，无形中增加企业运行成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种高比表面积、高氯容量的脱氯剂的制备方法，该方法制得的脱氯剂
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0006]一种高比表面积、高氯容量的脱氯剂的制备方法，该方法包括如下步骤：
[0007]步骤一：将间苯二酚、模板剂、交联剂、氢氧化钠固体溶解于适量的无水乙醇中，间苯二酚与模板剂的摩尔比为1：(0.01～0.1)，间苯二酚与交联剂的摩尔比为1：(0.01～0.1)，间苯二酚与氢氧化钠的摩尔比为：1：(2～3)；
[0008]步骤二：30～50℃水浴恒温、搅拌下，将35～40wt％的甲醛水溶液倒入分液漏斗中加至步骤一的液体中，滴加完成后继续搅拌30min，间苯二酚与甲醛的摩尔比为：1：(1～3)；
[0009]步骤三：将M
x
Cl
y
固体溶解于70～80wt％的乙醇水溶液中，30～50℃水浴恒温，搅拌下加至步骤二得到的液体中，搅拌2h后，倒入培养皿放入40～70℃烘箱中蒸干溶剂，再转入鼓风式烘箱中，120～180℃恒温干燥3～6h，得固体样品；
[0010]所述的M
x
Cl
y
固体为NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2、AlCl3、MnCl2中的两种，摩尔比为1：(0.3～3)；
[0011]步骤四：将固体样品破碎、研磨至80～120目，放入水平管式加热炉中进行炭化处理，获得介孔复合材料，即为产品脱氯吸附剂。
[0012]作为优选，所述的模板剂为P123、F127、F108、聚乙二醇
‑
2000、聚乙二醇
‑
4000、18
‑
冠醚
‑
6、十六胺、十六烷基三甲基溴化铵、三辛基甲基氯化铵、四丁基溴化铵中的一种或多种。优选的，所述的模板剂为P123、F127、聚乙二醇
‑
2000、18
‑
冠醚
‑
6中的一种或多种。最优选的，所述的模板剂为F127、聚乙二醇
‑
2000中的一种或两种。
[0013]作为优选，所述的间苯二酚与模板剂的摩尔比为1：(0.03～0.06)。
[0014]作为优选，所述的交联剂为二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、六次甲基四胺、N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺、对苯甲酰醌二肟、丙二胺、三羟甲基丙烷、双马来酰亚胺、二乙烯基苯、三甲基环己烷中的一种或多种。优选的，所述的交联剂为对苯甲酰醌二肟、六次甲基四胺、N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺、双马来酰亚胺中的一种或多种。最优选的，所述的交联剂为N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺、双马来酰亚胺中的一种或两种。
[0015]作为优选，所述的间苯二酚与交联剂的摩尔比为1：(0.05～0.1)。
[0016]作为优选，所述的M
x
Cl
y
固体为NaCl、KCl、CaCl2、AlCl3中的两种，摩尔比为1：(0.5～2)。
[0017]作为优选，所述的M
x
Cl
y
固体为KCl和CaCl2，间苯二酚、KCl和CaCl2的摩尔比为1：(1～2)：(1～2)，最佳比例为1：(1.5～2)：(1.5～2)。
[0018]作为优选，步骤三中，恒温干燥的条件是130℃恒温干燥6h。
[0019]作为优选，步骤四所述的炭化处理条件：保护气为纯度≥99.999％的惰性气体，气体流量为100～500mL/min，从室温以1～3℃/min升温速率升至700～1000℃恒温3～8h，然后自然降温至室温。进一步优选的是，以2℃/min升温速率升至700℃。
[0020]作为优选，所述的惰性气体为氮气、氦气、氩气中一种。
[0021]一种本专利技术所述的制备方法得到的高比表面积、高氯容量的脱氯剂。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0023](1)本专利技术采用非离子表面活性剂与可溶性酚醛树脂进行自由组装作为炭源前驱体，再加入可溶性碱金属盐，高温炭化处理制得脱氯剂。制备炭源前驱体期间加入少量的交联剂，可以大大降低高温炭化过程中介孔炭骨架塌陷的几率，提高复合材料的热稳定性，从而保证脱氯剂有很高的比表面积；
[0024](2)运用本专利技术制备的脱氯剂，介孔K2O
‑
CaO
‑
C复合材料，其比表面积为：858～943m2/g、平均孔径为：3.6～6.4nm、孔容为：1.0～1.6cm3/g；穿透氯容为：51.1～60.4％；脱氯剂较小的孔径和较高的比表面积，进一步增加氯化氢在吸附剂表面的停留时间，提高脱氯剂吸附能力；
[0025](3)本专利技术中脱氯活性组分K2O、CaO前驱与炭骨架前驱体一起高温煅烧而成，K2O、CaO能牢牢镶嵌在介孔炭表面，比一些专利中报道的浸渍法负载活性组分拥有更好的结合力；
[0026](4)本专利技术制备的脱氯剂操作简单、氯容大、成本较低，并且是以介孔炭为骨架，处理更换的废剂也十分简便，在工业脱氯剂中有可观的应用前景。
附图说明
[0027]图1为本专利技术的高比表面积、高氯容量脱氯剂脱氯性能评价设备示意简图，其中，1：氮气瓶；2：氯化氢气体瓶；3,4：质量流量计；5：混合器；6,12：过滤器；7,13,15,16：针型
阀；8,11：体积流量计；9本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高比表面积、高氯容量的脱氯剂的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：步骤一：将间苯二酚、模板剂、交联剂、氢氧化钠固体溶解于适量的无水乙醇中，间苯二酚与模板剂的摩尔比为1：(0.01～0.1)，间苯二酚与交联剂的摩尔比为1：(0.01～0.1)，间苯二酚与氢氧化钠的摩尔比为1：(2～3)；步骤二：30～50℃水浴恒温、搅拌下，将35～40wt％的甲醛水溶液倒入分液漏斗中加至步骤一的液体中，滴加完成后继续搅拌30min，间苯二酚与甲醛的摩尔比为：1：(1～3)；步骤三：将M
x
Cl
y
固体溶解于70～80wt％的乙醇水溶液中，30～50℃水浴恒温，搅拌下加至步骤二得到的液体中，搅拌2h后，倒入培养皿放入40～70℃烘箱中蒸干溶剂，再转入鼓风式烘箱中，120～180℃恒温干燥3～6h，得固体样品；所述的M
x
Cl
y
固体为NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2、AlCl3、MnCl2中的两种，摩尔比为1：(0.3～3)；步骤四：将固体样品破碎、研磨至80～120目，放入水平管式加热炉中进行炭化处理，获得介孔复合材料，即为产品脱氯吸附剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的模板剂为P123、F127、F108、聚乙二醇
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2000、聚乙二醇
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4000、18
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冠醚
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6、十六胺、十六烷基三...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨卫东，汪红亮，高军，罗军，田俊凯，亓虎，陆朝阳，沈伟，寇亮，王龙，
申请(专利权)人：浙江卫星能源有限公司，
类型：发明
国别省市：