从气流中去除金属羰基化合物的方法和金属羰基吸附剂技术

技术编号:8686878 阅读:145 留言:0更新日期:2013-05-09 06:19
从气流中去除金属羰基化合物的方法,包括:在升高的温度下使含有金属羰基化合物的气流与包含改性铜铝尖晶石的颗粒吸附剂接触,其中所述铜铝尖晶石已通过在还原气氛中进行的热处理改性,以及用于该方法中的颗粒吸附剂,其包含改性的铜铝尖晶石,其通过在还原气氛中在250至500℃温度下的热处理而改性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过使气流与固体吸附剂接触从该气流中去除金属羰基化合物的方法。更具体地说,本专利技术提供了一种方法,通过该方法在气流中作为杂质存在的金属羰基化合物通过在升高的温度下与改性的铜铝尖晶石吸附剂接触而被去除和钝化。
技术介绍
在升高的温度下使用具有高CO分压的气体混合物的化学工艺集中于通过CO与管材及其它钢或铁构造材料的反应会形成金属羰基化合物的问题。金属羰基化合物,特别是Ni (CO)4和Fe(CO)5会给将气体转化成更有价值产品的多种催化剂体系造成严重毒害。在Fe (CO) 5的情形中,失活起因于形成了 Fe-碳化物相,结果它充当费_托催化剂并导致催化剂形成蜡膜(waxing)从而阻碍了到活性中心的通路。由于使用煤和生物质作为合成气源的趋势与日俱增,新设计的合成气转化工艺需要有效地防止金属羰基化合物。我们已经发现,当通过在升高的温度下在还原气氛中处理来改性铜铝尖晶石时,提供了用于从气流中去除羰基化合物的有效吸附剂材料。
技术实现思路
根据这样的发现,本专利技术提供了从气流中去除金属羰基化合物的方法,包括: 使含有金属羰基化合物的气流与包含改性铜铝尖晶石的颗粒吸附剂接触,其中所述铜铝尖晶石已通过在还原气氛中热处理进行了改性。铜铝尖晶石本身是已知的化合物,在现有技术中已经描述了铜铝尖晶石的制备,例如在Z.Phys.Chem.,141 (1984),101-103。本专利技术方法的必要步骤是铜铝尖晶石的改性。优选地,所述的颗粒吸附剂还包含相对于改性前存在于铜铝尖晶石中的氧化铜量过量的氧化铜。常用的制备方法包括:铜盐和铝盐的共沉淀和在700°C至900°C温度下在空气中的煅烧以形成具有尖晶石结构的晶体。本专利技术方法的必要步骤是铜铝尖晶石的改性。为此,例如如上所述制备的尖晶石在还原气氛中经受热处理。处理的时长取决于温度和还原气氛的组成。可用于铜铝尖晶石改性中的还原气氛是氢气或含有氢气和一氧化碳的气体混合物,如用惰性气体稀释的合成气。优选的还原气氛由5%体积的一氧化碳,5%体积的二氧化碳和90%体积的氢气组成。另一优选的还原气氛包含位于氮气中的约0.5%体积的一氧化碳、约5%体积的二氧化碳和约5%体积的氢气。通常情况下,在热处理步骤中采用的温度介于250°C和500°C之间。由此改性的吸附剂在150至300°C的温度下是有效的。因此,可以在一些用于气体反应物流转化的化学反应中将该吸收剂直接放置在催化剂床之上而不是使用单独的保护反应器,这也意味着在与催化剂接触之前有气流的冷却和/或加热步骤。正如已经初步提到的,本专利技术方法特别适用于处理含CO的气流,例如合成气。借助改性的铜铝吸附剂,可从这类气体中去除金属羰基化合物使其含量达到较低PPb的水平,通常低于I ppb。另外,本专利技术提供了可在上述公开方法中使用的颗粒吸附剂。本专利技术吸附剂包括通过在250至500°C的温度下在还原气氛中煅烧而改性的铜铝尖晶石。附图说明图1示出了在835°C煅烧的Al2CuO4K附剂的XRD分析(图1a)以及在350°C和位于Ar中的3% H2中处理后所得的活化吸附剂的XRD分析(图lb)。经煅烧的Al2CuO4吸附剂的XRD谱图可通过Rietvield全谱图拟合方法匹配到93.2wt%的Al2CuO4 (PDF 04-011-8984)与6.8wt%的Cu0( PDF 04-012-7238 )的组合物。在还原气氛中活化后,XRD谱图变化明显(图lb)。Rietvield 全谱图拟合得到了 14.4wt% 的剩余 Al2CuO4 (PDF 04-011-8984)尖晶石相和62.7被%的新尖晶石型相,该新尖晶石型相最佳地匹配Y_A12.6704 (PDF 04-007-2479)。该活化吸附剂还含有16.8wt%的金属Cu和6.lwt%的CuO (PDF 04-012-7238)。表1-2中给出了所有拟合(refined)结构的晶格参数和晶粒尺寸。表1.煅烧吸附剂的相关参数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.05 DK PA2010005911.气流中去除金属羰基化合物的方法,包括: 在升高的温度下使含有金属羰基化合物的气流与包含改性铜铝尖晶石的颗粒吸附剂接触,其中所述铜铝尖晶石已通过在还原气氛中进行的热处理改性。2.根据权利要求1的方法,其中所述热处理包括在250至500°C的温度下加热铜铝尖晶石。3.根据权利要求1或2的方法,其中所述还原气氛是合成气,任选地用惰性气体稀释。4...

【专利技术属性】
技术研发人员:P比托PEH尼尔森
申请(专利权)人:赫多特普索化工设备公司
类型:
国别省市:

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