一种脱氯剂及其制备方法和应用技术

本公开涉及一种脱氯剂及其制备方法和应用，所述脱氯剂包括蜂窝载体和涂层，所述蜂窝载体为多孔陶瓷材料，所述多孔陶瓷材料内部有轴向平行的直通孔道；所述涂层包括硅溶胶和脱氯活性组分，所述脱氯活性组分中包含ⅠA族元素活性组分和ⅡB族元素活性组分。本公开的涂层厚度薄且厚度可控，在脱氯反应过程中扩散距离短，扩散阻力小，可以大幅度提高脱氯剂中活性组分的利用率，从而提高氯容，延长使用周期，降低脱氯后重整氢气中氯化氢含量到0.1mL/m3以下。下。

【技术实现步骤摘要】
一种脱氯剂及其制备方法和应用


[0001]本公开涉及脱氯剂领域，具体地，涉及一种脱氯剂及其制备方法和在重整氢气脱氯过程中的应用。

技术介绍

[0002]在催化重整反应过程中，重整催化剂上的氯会不断地流失，为了维持催化剂的酸性功能，需不断地补充有机氯化物，进行催化剂的水氯平衡控制，其中一部分氯以氯化氢的形态存在于重整氢气中。这种含微量HCl的氢气在供给下游装置使用时，会引起下游设备的腐蚀，换热设备、压缩机入口铵盐堵塞，催化剂、吸附剂性能下降等。因此在工业生产上，常常采用固体脱氯剂将重整氢气中少量的氯化氢吸附脱除下来，消除对后续装置的不利影响。但在工业应用中也发现，重整氢气脱氯时的气剂体积比较大，一般在500～3000h
‑1；采用常规的直径在2～5mm的球形或条型脱氯剂时，氯化氢在脱氯剂内部扩散距离长，扩散阻力大；一方面导致只有脱氯剂表面活性物质参与反应，脱氯剂内部的活性组分基本不参与反应，造成脱氯剂穿透氯容低，使用周期短；另一方面导致重整氢气中氯化氢脱除率低，脱氯后重整氢气中氯化氢含量难以降低到0.1ml/m3以下，对后续用氢装置和设备造成危害。
[0003]中国专利文献CN107583417公开了一种常温气相脱氯剂，包括载体和活性组分；所述载体为膨润土和碱改性粉煤灰，所述碱改性粉煤灰为经过碱溶液改性处理后的粉煤灰；所属活性组分包括CuO和CaO。该脱氯剂以质量计，由以下组分组成：1～60％的CaO、1～20％的CuO、1～50％的膨润土和1～50％的碱改性粉煤灰。该专利技术所述载体中的碱改性粉煤灰不仅具有较大的比表面积和孔容，可提供更多的活性位点，有利于活性组分和氯化氢的反应，而且其自身对于酸性气体也有一定的吸附能力，而膨润土除了具有粘结作用外同样对酸性气体也具有一定的吸附能力；该专利技术所述活性组分中的CuO、CaO和氯化氢发生化学反应，起到高效脱氯的作用。该脱氯剂中膨润土、粉煤灰、CuO和CaO等组分虽然都具有脱氯能力，但由于制备过程是将载体和活性组分粉体物理混合，粘结挤压成型制备；脱氯剂颗粒内部的活性组分距离外表面较远，在进行脱氯反应时，高空速下常温气相中的氯化氢难以扩散到脱氯剂中心，造成脱氯剂内部具有脱氯能力的各组分利用率低，脱氯剂有效氯容小。
[0004]中国专利文献CN201710796920公开了一种蜂窝状液相脱氯剂，包括蜂窝载体和负载在载体上的涂层；所述涂层为硅溶胶和纳米碳酸钙的复合涂层。该脱氯剂中复合涂层厚度为10～100μm，涂层质量为蜂窝陶瓷载体质量的5～30％，其中纳米碳酸钙的质量为蜂窝陶瓷载体质量的3～28％。该脱氯剂在脱氯过程中传质阻力小，氯容高，使用周期长。该脱氯剂配方中脱氯活性组分为碳酸钙，只适用于液相，用于高空速常温气相脱氯时氯容较低。
[0005]如上所述，在常温气相脱氯时，重整氢气中氯化氢在脱氯剂上吸附脱除时存在扩散距离远，扩散阻力大，脱氯剂颗粒内部脱氯活性组分利用率不足的问题，导致脱氯剂在工业使用过程中出现氯容低，使用周期短，且脱氯后重整氢气中氯化氢含量难以降低到0.1ml/m3以下，不能满足装置长周期运行的情况。

技术实现思路

[0006]本公开的目的是解决重整氢气中氯化氢在脱氯剂上吸附脱除时存在扩散距离远，扩散阻力大，脱氯剂颗粒内部脱氯活性组分利用率不足的问题。
[0007]为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种脱氯剂，所述脱氯剂包括蜂窝载体和涂层，所述蜂窝载体为多孔陶瓷材料，所述多孔陶瓷材料内部有轴向平行的直通孔道；所述涂层包括硅溶胶和脱氯活性组分，所述脱氯活性组分中包含ⅠA族元素活性组分和ⅡB族元素活性组分。
[0008]可选地，所述涂层厚度为10～150μm，优选为15～100μm；所述涂层的质量占所述脱氯剂总质量的5～70％，优选为30～60％。
[0009]可选地，所述多孔陶瓷材料为氧化铝材料、氧化硅材料和堇青石材料中的一种，优选为堇青石材料。
[0010]可选地，所述多孔陶瓷材料孔密度范围在5～1200cell/in2，优选为250～500cell/in2；所述多孔陶瓷材料的壁厚为10～60μm，优选为25～50μm。
[0011]可选地，所述ⅠA族元素活性组分为Na元素活性组分，所述Na元素活性组分选自氧化钠、硝酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠中的一种或几种；以Na2O的质量计，所述Na元素活性组分质量占所述脱氯剂总质量的5～15％；所述ⅡB族元素活性组分为Zn元素活性组分，所述Zn元素活性组分选自氧化锌、硝酸锌和碳酸锌中的一种或几种；以ZnO的质量计，所述Zn元素活性组分质量占所述脱氯剂总质量的15～55％。
[0012]本公开的第二方面提供了一种脱氯剂的制备方法，所述方法包括：
[0013]S1、使用酸液对蜂窝载体进行第一浸渍处理，得到浸渍后的载体；洗涤所述浸渍后的载体至中性后进行第一干燥处理，得到净化载体；
[0014]S2、将硅溶胶、脱氯活性组分、表面活性剂和去离子水进行混合处理，得到涂层混合物；
[0015]S3、使用所述涂层混合物对所述净化载体进行第二浸渍处理，得到第一物料，将所述第一物料进行第二干燥处理和焙烧处理。
[0016]可选地，所述酸液中H
+
的含量为0.01
‑
2.00mol/L，优选为0.1
‑
1.0mol/L；所述酸液选自盐酸、硝酸、硫酸和草酸中的至少一种，优选为盐酸
[0017]可选地，所述硅溶胶、所述脱氯活性组分、所述表面活性剂和所述去离子水的质量比为0.20：0.05～0.15：0.15～0.55：0.005～0.02：2.0；可选地，所述表面活性剂为甲基纤维素。
[0018]可选地，步骤S1中，所述第一浸渍处理的条件包括：温度为20
‑
80℃，时间为5
‑
30min；所述第一干燥处理的条件包括：温度为100
‑
150℃，时间为60
‑
600min；步骤S2中，所述混合处理为搅拌处理，所述搅拌处理的条件包括：温度为20
‑
80℃，时间为5
‑
30min；步骤S2中，所述第二浸渍处理的条件包括：温度为20
‑
40℃，时间为1
‑
10min；所述第二干燥处理的条件包括：温度为100
‑
150℃，时间为60
‑
600min；所述焙烧处理的条件包括：温度为450
‑
650℃，时间为120
‑
240min。
[0019]本公开的第三方面提供了一种重整氢气中脱除氯化氢的方法，所述方法使用上述脱氯剂吸附重整氢气中的氯化氢。
[0020]通过上述技术方案，本公开的脱氯剂由于涂层厚度薄且厚度可控，在脱氯反应过
程中扩散距离短，扩散阻力小，可以大幅度提高脱氯剂中活性组分的利用率，从而提高氯容，延长使用周期，降低脱氯后重整氢气中氯化氢含量到0.1mL/m本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脱氯剂，其特征在于，所述脱氯剂包括蜂窝载体和涂层，所述蜂窝载体为多孔陶瓷材料，所述多孔陶瓷材料内部有轴向平行的直通孔道；所述涂层包括硅溶胶和脱氯活性组分，所述脱氯活性组分中包含ⅠA族元素活性组分和ⅡB族元素活性组分。2.根据权利要求1所述的脱氯剂，其中，所述涂层厚度为10～150μm，优选为15～100μm；所述涂层的质量占所述脱氯剂总质量的5～70％，优选为30～60％。3.根据权利要求1所述的脱氯剂，其中，所述多孔陶瓷材料为氧化铝材料、氧化硅材料和堇青石材料中的一种，优选为堇青石材料。4.根据权利要求1或3所述的脱氯剂，其中，所述多孔陶瓷材料孔密度范围在5～1200cell/in2，优选为250～500cell/in2；所述多孔陶瓷材料的壁厚为10～60μm，优选为25～50μm。5.根据权利要求1所述的脱氯剂，其中，所述ⅠA族元素活性组分为Na元素活性组分，所述Na元素活性组分选自氧化钠、硝酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠中的一种或几种；以Na2O的质量计，所述Na元素活性组分质量占所述脱氯剂总质量的5～15％；所述ⅡB族元素活性组分为Zn元素活性组分，所述Zn元素活性组分选自氧化锌、硝酸锌和碳酸锌中的一种或几种；以ZnO的质量计，所述Zn元素活性组分质量占所述脱氯剂总质量的15～55％。6.一种适用于权利要求1
‑
5任意一项所述的脱氯剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括：S1、使用酸液对蜂窝载体进行第一浸渍处理，得到浸渍后的载体；洗涤所述浸渍后的载体至中性后进行第一干燥处理，得到净化载体；S2、将硅溶胶、脱氯活性组分、表面活性剂和去离子水进行混合处理，得到涂层混合物；S3、使用所述涂层混合物对所述净化载体进行第二浸渍处理，得到第一物料，将所述第一物料进行第二干燥处理和焙烧处理。7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述酸液...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔令江，张秋平，李金芝，姚广，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：