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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】吸着剂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。US 4094777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1-200 μ m。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。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彡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< lwt%，更优选< 0. 5wt%，特别是< 0. Iwt %。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1-200 μ m(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合物层可以容易地完全硫化。载体材料可以是陶瓷或金属，但优选包括氧化物载体例如氧化铝，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。优选载体具有相对高的表面积和孔隙率使得所得层的表面积可以最大化。希望载体的BET表面积为10-330m2. g-1，优选 100-330m2· g_1，更优选 130_330m2. g人孔体积优选 0. 3-0. 9cm3. g-1，更优选0.4-0. Qcn^g-1。载体可以是大孔、中孔或微孔的，但是优选是大孔(即它的平均孔径>50nm)或中孔(即平均孔径为2-50nm)的。在这些材料中，优选> 50%的孔体积来自于这些孔。大孔材料在本专利技术中是有用的，因为它们能够将铜化合物保持在它们的表面上。BET表面积可以便利地利用氮的物理吸着进行测量。孔体积可以便利地利用氮的物理吸着测定，但是在本专利技术中，因为孔体积相对大，所以可以更适合地利用压汞法。孔径也可以利用这些技术测定。优选载体是氧化铝例如Y，θ和δ氧化铝。在特别优选的实施方案中，载体是Y氧化铝。本专利技术中，将铜化合物施涂到载体表面。如果载体是多孔的，一些铜化合物可能在载体表面处或附近进入孔。然而，干燥的涂覆载体中铜化合物层的厚度应保持为1-200 μ m。载体可以作为泡沫、独石或蜂窝体、或作为整装填料上的涂层提供。与球形造粒吸着剂相比，这些载体提供吸着剂容器中降低的压降。特别适合的泡沫载体描述于EP-A-(^60^6中。作为替代，载体可以为选自以下的成型微粒单元形式小球，环(例如拉西环)，三叶体，四叶体和圆柱体，其可以是有裂片或带凹槽的，具有延伸通过其的2-10个孔。优选提供降低的压降与高强度的组合的成型载体。特别优选4个孔的圆柱体，和环。微粒成型单元希望具有最小尺寸，可以是l_50mm的宽度、直径或长度，和0. 5-5的长径比(即宽度或直径/长度)。对于工业规模吸着剂，优选具有3-10mm的直径或宽度的单元，虽然也可以使用l_5mm的单元。铜化合物层可以以多种方式形成在载体上。在一个实施方案中，通过施涂浆料，例如通过用不可溶性铜化合物例如碱式碳酸铜的浆料(其可以是含水或不含水的)浸涂或喷涂载体，形成碳酸铜层。碱式碳酸铜可以商购获得，或通过利用碱性碳酸盐沉淀剂从铜盐溶液中沉淀出碱式碳酸铜、接着通过洗涤以去除相应的碱性金属盐而新鲜制备。碱式碳酸铜分散在液体介质中，液体介质希望含水。固体含量可以便利地为10-30wt%。粘合剂材料例如氧化铝或水合氧化铝溶胶可以包括在所述层中，并且可以应用其它常规洗涂层制备技术，例如碾磨和混合分散体以在涂覆载体之前实现所需的粒度。载体可以通过将载体浸入浆料分散体中或通过将碳酸铜化合物的浆料分散体喷涂到载体上进行涂覆。可以应用多次浸涂和/或喷涂。浆料可以在10-95°C或更高，优选10-50°C的温度下施涂到载体上。申请人已经发现浆料的PH可以对吸着剂的硫容量和因此汞容量产生影响。优选碱式碳酸铜浆料的PH为5-9。在替代实施方案中，通过将铜的氨络物化合物的溶液施涂到载体上和同时或随后将载体加热至50-200°C温度，形成铜化合物层。可以通过利用已知方法，任选在铵盐存在下，将铜化合物例如碱式碳酸铜，乙酸铜或硝酸铜溶解在氨水溶液中而形成铜的氨络物化合物。例如，碱式碳酸铜可以溶解在碳酸铵和浓缩氨的溶液中，使得Cu NH3摩尔比优选为至少1 4。加热溶液导致氨释放和铜化合物沉积在载体表面上。不同于浸渍技术，使用加热后的载体使接触时的铜的氨络物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：A·菲施，L·J·查理斯，M·J·考辛斯，M·R·菲维尔，A·M·瓦格兰德，
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：