CN103506072B

CN103506072B - 用于吸附烯烃尾气中硫化物的净化剂及其制备方法

Info

Publication number: CN103506072B
Application number: CN201210209800.5A
Authority: CN
Inventors: 陈松; 张颖
Original assignee: Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2012-06-19
Filing date: 2012-06-19
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2032-06-19
Also published as: CN103506072A

Abstract

本发明属于大气污染净化领域，公开了一种用于常温通过化学吸附净化烯烃尾气中硫化物的净化剂及其制备方法。将活性炭浸渍在含有可溶性铁盐、可溶性钠盐、可溶性钾盐的水溶液中，搅拌使铁盐、钠盐、钾盐负载于活性炭载体上，经干燥、氧化处理、洗涤、再干燥，得到成品净化剂。本发明提供的净化剂，其成分简单，容易获取，成本低廉，制备过程简单，原料易得，生产成本低，无环境污染。净化剂装入净化管内可广泛适用于工厂和实验室用烯烃尾气中含有ppm级硫化物的净化，净化后硫化物含量小于30ppb(体积分数)，具有对硫化物的吸附选择性和吸附容量高，应用方便的优点，有着重要的推广价值。

Description

用于吸附烯烃尾气中硫化物的净化剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种除去硫化物的净化剂，具体涉及一种通过化学吸附除去工业生产或实验过程中烯烃尾气中对人体有害的硫化物的净化剂，本发明属于大气污染净化领域。

背景技术

我国进口产地为中东的原油中含硫化物较高。我国近海产原油中硫化物含量也普遍较高。随着原油开采的不断加深，油品中杂质含量特别是硫化物呈逐年上升的趋势。另一方面国内炼油厂原油的变化、深加工技术的改进和加工能力的不断提高，导致硫化物更广泛的存在于不同炼油产品中。高硫油品二次加工所得的产品，如丙烯、乙烯等聚合过程、深加工过程和实验室分析过程中，烯烃尾气的硫化物对周围人员安全产生威胁。

气体硫化物通常是对人体有剧毒的物质。以硫化氢为例，通常状态下为有臭鸡蛋气味的无色气体，在10ppb浓度人们就能够闻到刺鼻的臭味。在浓度达到100ppm就能引起人中毒，在浓度达1000ppm时，就能立即致人死亡。人体暴露在600ppm浓度的硫化氢气体中时30分钟即致命。暴露在800ppm浓度的硫化氢气体中时5分钟即致命。因此国家环保标准，环境中的硫化氢气体最高允许浓度为10×10^-6mg/m³。

目前，国内烯烃尾气采用的脱硫方法主要有湿式法和干式法，湿式法通过气液交换将气体中的硫化物转移到液相中，有比较高的硫容量，干式法通过气固交换将气体中的硫化物吸附到脱硫剂中，有比较高的脱硫精度。烯烃脱硫专利文献很过，都集中在烯烃制备和生产过程中引起催化剂中毒失活和对生产设备有腐蚀性的硫化物方面。如中国专利CN101450302A公开了一种碳四烯烃脱硫吸附剂及制法和应用。将脱硫剂应用在环境净化领域由于要求脱硫精度很高，国内还没有专利报道。

发明内容

本发明公开了一种用于常温通过化学吸附净化烯烃尾气中硫化物的净化剂及其制备方法，旨在提供一种其具有成分简单、价格低廉、使用成本低的吸附净化烯烃尾气中硫化物的净化剂。

本发明采用如下的技术方案实现的：

吸收烯烃尾气中硫化物的净化剂由活性炭为载体，可溶性的铁盐、可溶性钠盐、可溶性钾盐为活性组分。净化剂中以质量百分比计，可溶性铁盐为0.5～3.0%，可溶性钠盐为0.2～1.5%，可溶性钾盐为0.5～2.5%，载体活性炭为93.0～98.0%，最后用硝酸和双氧水对活性组分进行氧化处理。

优选含量范围：以质量百分比计可溶性铁盐为1.0～2.0%、可溶性钠盐为0.5～1.0%、可溶性钾盐为0.5～1.5%，载体活性炭为95.5～98%。

所述的活性炭指标为堆密度0.45g/ml，硬度97，颗粒尺寸0.6～1.7mm，灰分2%（wt）。

所述可溶性的铁盐为氯化铁、可溶性钠盐为氢氧化钠或碳酸钠、可溶性的钾盐为氯化钾、氢氧化钾、碳酸钾。上述任意一种能够负载于载体上的可溶性的铁盐、可溶性钠盐、可溶性的钾盐均可用于该发明。

本发明所述的净化剂制备方法包括如下工艺步骤：

（1）将可溶性铁盐、可溶性钠盐、可溶性钾盐配制成水溶液；其水溶液中，以质量百分比计，含有可溶性铁盐为2.5～5.0%，可溶性钠盐为0.25～2.8%、可溶性钾盐0.60～2.0%，余量为水。

（2）将活性炭载体浸渍在含有可溶性铁盐、可溶性钠盐、可溶性钾盐的水溶液中，在室温条件下，搅拌4～6小时，使铁盐、钠盐、钾盐负载于活性炭载体上，得到负载活性金属载体的溶液；

（3）将所述负载活性金属载体的溶液，干燥温度70～80℃条件下，干燥6～8小时，得到负载活性金属载体的颗粒。

（4）将所述负载活性金属载体的颗粒，用68%～70%的硝酸和50%的双氧水混合溶液进行氧化处理后，用蒸馏水洗涤（PH值5），在干燥温度115～120℃条件下，干燥8～10小时，得到成品净化剂。以质量百分比计，可溶性铁盐为1.0～2.0%、可溶性钠盐为0.5～1.0%、可溶性钾盐为0.5～1.5%。载体活性炭为95.5～98%。

本发明的有益效果是：本发明提供的用于吸附烯烃尾气中硫化物的常温净化剂，其成分简单，容易获取，成本低廉，净化剂制备过程简单，原料易得，生产成本低，无环境污染。净化剂装入净化管内可广泛适用于工厂和实验室用烯烃尾气中含有ppm级硫化物的净化，净化后硫化物含量小于30ppb(体积分数)，具有对硫化物的吸附选择性和吸附容量高，应用方便的优点。

附图说明

图1是成品净化剂装入净化管示意图；

图2是含有5.2ppm(体积分数)硫化氢气体、5.4ppm(体积分数)羰基硫气体、5.5ppm（体积分数）甲硫醇气体、5.1ppm(体积分数)甲硫醚气体、3.7ppm(体积分数)二硫化碳气体、3.5ppm(体积分数)噻吩气体的乙烯、丙烯、丁烯混合气经净化剂吸收前后气相色谱监测系统对比图。

具体实施方式

下面，结合附图和具体实施例，对发明的几种实施方式作进一步的说明。

实施例1

称取3.0g氯化铁含十个结晶水、0.5g氢氧化钠，0.9g氢氧化钾与100mL水配制成混合溶液，然后将40g活性炭颗粒浸入配制好的混合溶液中，于室温下搅拌4小时。在80℃烘干6小时，得到负载活性金属载体的颗粒。将负载活性金属载体的颗粒浸入68%-70%的硝酸和50%的双氧水混合溶液中，直到不再有气体产生。过滤出颗粒后用蒸馏水洗涤检测其PH值为5。干燥温度115℃条件下，干燥10小时，得到成品净化剂。净化剂活性组分：氯化铁质量百分比为1.1%，氢氧化钠质量百分比为1.0%，氢氧化钾质量百分比为1.5%；载体质量百分比为96.4%。

如附图1，将净化剂2装入内径为15mm，长100mm的管中，管两端1、3为密闭螺纹连接。含有5.2ppm(体积分数)硫化氢气体、5.4ppm(体积分数)羰基硫气体、5.5ppm（体积分数）甲硫醇气体、5.1ppm(体积分数)甲硫醚气体、3.7ppm(体积分数)二硫化碳气体、3.5ppm(体积分数)噻吩气体的乙烯、丙烯、丁烯混合气以100mL/min通入装有净化剂的净化管。持续净化10小时后气相色谱监测谱图2，说明被净化吸收小于30ppb(体积分数)。

实施例2

称取4.3g氯化铁含十个结晶水、0.3g氢氧化钠，1.0g氯化钾与100mL水配制成混合溶液，然后将40g活性炭颗粒浸入配制好的混合溶液中，于室温下搅拌6小时。在70℃烘干8小时，得到负载活性金属载体的颗粒。将负载活性金属载体的颗粒浸入68%-70%的硝酸和50%的双氧水混合溶液中，直到不再有气体产生。过滤出颗粒后用蒸馏水洗涤检测其PH值为5。干燥温度120℃条件下，干燥8小时，得到成品净化剂。净化剂活性组分：氯化铁质量百分比为1.6%，氢氧化钠质量百分比为0.5%，氯化钾质量百分比为0.8%；载体质量百分比为97.1%。

实施例3

称取2.7g氯化铁含十个结晶水、1.5g碳酸钠含十个结晶水，0.7g碳酸钾与100mL水配制成混合溶液，然后将40g活性炭颗粒浸入配制好的混合溶液中，于室温下搅拌4小时。在80℃烘干6小时，得到负载活性金属载体的颗粒。将负载活性金属载体的颗粒浸入68%-70%的硝酸和50%的双氧水混合溶液中，直到不再有气体产生。过滤出颗粒后用蒸馏水洗涤检测其PH值为5。干燥温度115℃条件下，干燥8小时，得到成品净化剂。净化剂活性组分：氯化铁质量百分比为1.0%，碳酸化钠质量百分比为0.5%，碳酸钾质量百分比为0.5%；载体质量百分比为98.0%。

实施例4

称取5.4g氯化铁含十个结晶水、2.9g碳酸钠含十个结晶水，2.0g氯化钾与100mL水配制成混合溶液，然后将40g活性炭颗粒浸入配制好的混合溶液中，于室温下搅拌6小时。在70℃烘干8小时，得到负载活性金属载体的颗粒。将负载活性金属载体的颗粒浸入68%-70%的硝酸和50%的双氧水混合溶液中，直到不再有气体产生。过滤出颗粒后用蒸馏水洗涤检测其PH值为5。干燥温度115℃条件下，干燥8小时，得到成品净化剂。活性组分：氯化铁质量百分比为2.0%，碳酸化钠质量百分比为1.0%，氯化钾质量百分比为1.5%；载体质量百分比为95.5%。

以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非因此局限本发明的专利范围，故凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的保护范围。

Claims

1.一种用于吸附烯烃尾气中硫化物的净化剂，由活性炭为载体，可溶性的铁盐、可溶性钠盐、可溶性钾盐为活性组分，净化剂中以质量百分比计，可溶性铁盐为0.5～3.0％，可溶性钠盐为0.2～1.5％，可溶性钾盐为0.5～2.5％，活性炭为93.0～98.0％。

2.根据权利要求1所述的用于吸附烯烃尾气中硫化物的净化剂，其特征在于，以质量百分比计，可溶性铁盐为1.0～2.0％、可溶性钠盐为0.5～1.0％、可溶性钾盐为0.5～1.5％，活性炭为95.5～98％。

3.根据权利要求1所述的用于吸附烯烃尾气中硫化物的净化剂，其特征在于，所述的活性炭指标为堆密度0.45g/ml，硬度97，颗粒尺寸0.6～1.7mm，灰分2％(wt)。

4.根据权利要求1所述的用于吸附烯烃尾气中硫化物的净化剂，其特征在于，所述可溶性的铁盐为氯化铁，所述可溶性钠盐为氢氧化钠或碳酸钠，所述可溶性的钾盐为氯化钾、氢氧化钾、碳酸钾。

5.一种用于吸附烯烃尾气中硫化物净化剂的制备方法，包括下述工艺步骤：

(1)将可溶性铁盐、可溶性钠盐、可溶性钾盐配制成水溶液；其水溶液中，以质量百分比计，含有可溶性铁盐为2.5～5.0％，可溶性钠盐为0.25～2.8％、可溶性钾盐0.60～2.0％，余量为水；

(2)将活性炭浸渍在含有可溶性铁盐、可溶性钠盐、可溶性钾盐的水溶液中，在室温条件下，搅拌4～6小时，使铁盐、钠盐、钾盐负载于活性炭载体上，得到负载活性金属载体的溶液；

(3)将所述负载活性金属载体的溶液，干燥温度70～80℃条件下，干燥6～8小时，得到负载活性金属载体的颗粒；

(4)将所述负载活性金属载体的颗粒，用68％～70％硝酸和50％双氧水混合溶液进行氧化处理后，用蒸馏水洗涤，在干燥温度115～120℃条件下，干燥8～10小时，得到净化剂。