RO115133B1

RO115133B1 - Compozitie de absorbant si procedeu de obtinere a unui absorbant din aceasta compozitie

Info

Publication number: RO115133B1
Application number: RO96-01165A
Authority: RO
Inventors: P Gyanesh Khare; Donald Kubicekh
Original assignee: Phillips Petroleum Co
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1996-06-06
Publication date: 1999-11-30
Also published as: CN1064861C; BG62122B1; ES2186746T3; JPH0999233A; HUP9601551A3; CZ293288B6; ATE230630T1; DE69625643D1; EP0747121A3; US5726117A; CA2177768A1; DK0747121T3; EP0747121A2; RU2160630C2; US5776331A; CN1147419A; JP3638378B2; PL314665A1; KR970000323A; YU35596A

Description

Prezenta invenție se referă la o compoziție de absorbant și la un procedeu de obținere a unui absorbant din această compoziție, utilizat la îndepărtarea sulfului dintrun curent de fluid ce conține sulf.

îndepărtarea sulfului din curenții de fluid este dorită de mult timp și necesară, pentru a răspunde anumitor reglementări ecologice. Dacă un curent de fluid conținând sulf urmează a fi utilizat într-un procedeu catalitic, îndepărtarea sulfului este adesea necesară, pentru a preveni otrăvirea catalizatorului.

în timpul procedeelor de îndepărtare a sulfului, acești absorbanți devin eventual atât de încărcați cu sulf, încât capacitatea lor de a îndepărta sulful dintr-un curent de fluid conținând sulf este mai diminuată. în consecință, acești absorbanți sunt supuși unui procedeu de regenerare care regenerează absorbantul. Totuși, gazele utilizate pentru a regenera acești absorbanți încărcați cu sulf conțin, în mod uzual, abur. Acest abur poate scădea mult eficacitatea unor astfel de absorbanți de a îndepărta sulful.

în brevetul US 4798711 se prezintă un procedeu și adsorbanți pentru îndepărtarea oxizilor de azot, a oxizilor de sulf și a hidrogenului sulfurat din curenții gazoși, acești adsorbanți cuprinzând un substrat de gamma alumină care are volumul porilor de 0,4...0,8 cm³/g și o componentă dintr-un compus de metal alcalin sau alcalinopământos, cum ar fi carbonatul de sodiu, cantitatea acestui compus fiind de

50...400 μ/m² de substrat.

în brevetele US 2992884, 3411865, 3492083 și 3669617 sunt descrise procedee de îndepărtare a oxizilor de sulf din gaze, utilizându-se sorbenți diferiți, care conțin oxizi de metal alcalin, oxid de fier dispersați pe un purtător cum este alumina, magnezia sau cromia, sau oxid, oxid hidratat sau hidroxid de aluminiu, zinc, fier sau mangan și un oxid sau hidroxid de metal alcalin sau alcalinopământos.

Brevetele US 3755535, 3948809, 3959952, 1154009 descriu sorbenți pentru compușii de sulf din curenții gazoși, care sunt din alumină activată sau magnezită, impregnate pe un purtător inert, bauxită sau carbonat de metal alcalin, alumină pe purtător impregnat cu cupru și aluminiu, magneziu, titaniu sau zirconiu.

în brevetul GB 1154009 sorbentul este constituit dintr-un compus de vanadiu și un compus de metal alcalin.

Procedeele de îndepărtare a oxizilor de sulf și a oxizilor de azot sau procedeul de îndepărtare a dioxidului de sulf din gaze, procedee descrise în brevetele US 3880618, 4071436, 3551093, 3557025 utilizează sorbenți din alumină alcalinizată care este obținută prin precipitarea dawsonitului (NaAI(0H]₂C0₃) la 90°C, solidul rezultat este apoi încălzit la 130°C.

în brevetul US 4888114 se prezintă un procedeu de formare a unui filtru care este constituit dintr-un substrat poros de metal, de preferință sub formă de tub, format de preferință din oțel inoxidabil - particule având diametrul de 30...100 ^m și dimensiunea porilor de 0,2...1,0 μπι - diametru. O suspensie de particule din oxid de metal cu diametrul de 0,2...1,0 ^m este aplicată la substratul poros din metal, care este uscat și apoi particulele sunt sinterizate împreună, prin încălzire. Oxizii de metal sunt, de preferință, Ti0₂.

Acești sorbenți prezintă dezavantajul că necesită un proces de regenerare când devin prea încărcați cu compușii de sulf poluanți și, în urma acestei regenerări, poate scădea eficiența sorbenților.

Un obiect al acestei invenții este o compoziție de absorbant care să înlăture avantajele menționate.

Compoziția de absorbant, conform invenției, cuprinde circa 10...90%, de preferință circa 25...75%. cel mai preferat circa 40...60%în greutate, raportat la

RO 115133 Bl cantitatea totală a compoziției de absorbant, un component de zinc; o cantitate dintr- 50 un component de oxid coloidal, conținând un oxid metalic, astfel încât cantitatea de oxid metalic din componentul de oxid coloidal, prezentă în compoziția de absorbant, să fie de circa 1...30%. de preferință circa 1...20%, cel mai preferat circa 5...15% în greutate, raportat la greutatea totală a compoziției de absorbant; și circa 5...90%, de preferință circa 10...75%, cel mai preferat circa 15...60% în greutate, raportat 55 la greutatea totală a compoziției de absorbant, un component de oxid metalic.

Un alt obiect al acestei invenții îl reprezintă un procedeu de obținerea compoziției de absorbant, care cuprinde următoarele faze: contactarea împreună a unui component de zinc, a unui component de oxid coloidal și a unui component de oxid de metal, în oricare mod cunoscut și în oricare ordine, supunerea compoziției obținute 60 în prima fază la un tratament cu abur, la o temperatură de circa 100... 1100°C, de preferință de circa 200...900°C.

Un alt obiectiv al acestei invenții este de a asigura un procedeu de utilizare a unei compoziții de absorbant.

Conform acestei invenții, se obține o compoziție de absorbant cuprinzând: (a) 65 un component de zinc; (b) un component de oxid coloidal; și (c) un component oxid de metal.

Conform acestei invenți.i se obține o compoziție de absorbant cuprinzând: (a) un component de zinc; (b) un component de oxid coloidal; și (c) un component oxid de metal, în care această compoziție de absorbant este supusă unui tratament cu abur. 70

Conform acestei invenții, se realizează un procedeu cuprinzând: (a) contactarea unui component de zinc, a unui component de oxid coloidal și a unui component de oxid de metal, împreună; și apoi (b) supunerea compoziției produse în faza (a) la un tratament cu abur în care acest tratament cu abur este efectuat la o temperatură în intervalul de la circa 100 la circa 1100°C. 75

Conform acestei invenții, se realizează un procedeu de îndepărtare a sulfului dintr-un curent de fluid conținând sulf. Acest procedeu cuprinde contactarea respectivului curent de fluid conținând sulf cu o compoziție cuprinzând un component de zinc, un component de oxid coloidal și un component de oxid de metal.

Compozițiile de absorbant din această invenție cuprind (sau opțional constau 80 esențial din, sau constau din] un component de zinc, un component de oxid coloidal și un component de oxid de metal.

în general, componentul de zinc este oxid de zinc. Totuși, poate fi un compus care poate fi transformat în oxid de zinc în condițiile de preparare descrise aici. Exemple de astfel de compuși includ, dar nu se limitează la, sulfură de zinc, sulfat de 85 zinc, hidroxid de zinc, carbonat de zinc, acetat de zinc și azotat de zinc. Cantitatea de component de zinc prezentă în compoziția de absorbant este în intervalul de la circa 10 la circa 90% în greutate, bazat pe greutatea totală a compoziției de absorbant. Totuși, este preferată o cantitate în intervalul de la circa 25 la circa 75% în greutate și cea mai preferată este o cantitate în intervalul de la circa 40 la circa 60% în 90 greutate.

Componentul de oxid coloidal este, în general, un mediu lichid cuprinzând particule de dimensiune coloidală, fin divizate dintr-un oxid de metal. Aceste particule sunt în general distribuite omogen în întreaga masă a lichidului. Dimensiunea acestor particule variază, dar în general, dimensiunea acestor particule este în intervalul de la 95 circa 10 la circa 10.000 Â. în mod obișnuit, concentrația de solid în astfel de componente coloidale de oxid pot să fie cuprinse în intervalul de la circa 1 la circa 30% în greutate bazat pe greutatea totală a componentului de oxid coloidal. pH-ul

RO 115133 Bl componentului de oxid coloidal poate să fie în intervalul de la circa 2 la circa 11 în funcție de metoda de preparare a componentului de oxid coloidal. într-o altă îmbunătățire, oxidul coloidal poate fi un solid cuprinzând particule de oxid de metal. Totuși, atunci când oxidul coloidal este un solid cuprinzând particule dintr-un oxid de metal, acesta trebuie să aibă capacitatea de a se dispersa cu ușurință într-un mediu lichid. Cu alte cuvinte, dacă componentul de oxid coloidal este un solid cuprinzând particule dintr-un oxid de metal, atunci, în condițiile de preparare descrise aici, oxidul coloidal trebuie să fie capabil să formeze o dispersie care conține particule de dimensiune coloidală. Oxidul de metal, într-o îmbunătățire preferată, este selectat din grupa constând din alumină, silice, dioxid de titan, dioxid de zirconiu, oxid de staniu, oxid de antimoniu, oxid de ceriu, oxid de itriu, oxid de cupru, oxid de fier, oxid de mangan, oxid de molibden, oxid de wolfram, oxid de crom și amestecuri de doi sau mai mulți dintre aceștia. în mod curent, într-o îmbunătățire preferată într-o mai mare măsură, componentul de oxid coloidal cuprinde alumină coloidală, silice coloidală sau amestecuri ale acestora. Cantitatea de oxid de metal prezentă în compoziția de absorbant din componentul de oxid coloidal este în intervalul de la circa 1 la circa 30 % în greutate, bazat pe greutatea totală a compoziției de absorbant. Totuși, este preferată o cantitate în intervalul de la circa 1 la circa 20% în greutate și este cea mai preferată o cantitate în intervalul de la circa 5 la circa 15% în greutate.

Componentul de oxid de metal poate fi un silicat de metal, un aluminat de metal, un alumino-silicat de metal, sau un amestec al acestora. Metalul din componentul de oxid de metal poate fi selectat din grupa constând din beriliu, magneziu, calciu, stronțiu, bariu, radiu, zinc, cadmiu, mercur și amestecuri ale acestora.

Totuși, mai preferați sunt magneziul, calciul, zincul și amestecul lor și cel mai preferat este zincul. Exemple de astfel de componente de oxid de metal includ, dar nu se limitează, la: silicat de magneziu, silicat de calciu, silicat dicalcic, silicat de zinc, aluminat de calciu și aluminat de zinc. Cantitatea de component de oxid de metal prezentă în compoziția absorbantă este în intervalul de la circa 5 la circa 90% în greutate bazat pe greutatea totală a compoziției de absorbant. Totuși, este preferată o cantitate în intervalul de la circa 10 la circa 75% în greutate și cea mai preferată este o cantitate în intervalul de la circa 15 la circa 60% în greutate. într-o altă îmbunătățire, componentul de oxid de metal poate fi format in situ în timpul preparării compoziției de absorbant. De exemplu, oxidul de zinc și silicea se pot contacta împreună în timpul preparării absorbantului și se supun unui tratament termic și/sau hidrotermic, formând prin aceasta un component de oxid de metal care cuprinde silicat de zinc.

Cei trei componenți de mai sus pot fi contactați împreună în oricare mod cunoscut în domeniu. în plus, ei pot fi contactați în orice ordine. Componenții, după ce au fost contactați inițial împreună, pot fi aglomerați în orice mod cunoscut în domeniu. Această aglomerare poate include etapa de dimensionare, în care se poate obține o distribuție dorită a dimensiunii particulei. în plus, astfel de operații de dimensionare pot fi efectuate după orice operație de uscare sau calcinare.

în mod uzual, după ce componentele sunt aglomerate, ele sunt supuse unei etape de uscare. Această etapă de uscare este utilizată, în general, pentru a îndepărta mediul lichid al componentului de oxid coloidal. Etapa de uscare poate fi efectuată la orice temperatură adecvată pentru îndepărtarea practic a întregului mediu lichid. Aceste temperaturi sunt, în general, în intervalul de la circa 50 la circa 300°C. Totuși, este preferabil ca temperatura să fie în intervalul de la circa 100 la circa 200°C. Timpii de uscare depind de mediul lichid și de temperatura de uscare, dar în general, durata uscării este preferabil să fie de la circa 0,5 la circa 4 h.

RO 115133 Bl

Compoziția uscată poate fi apoi calcinată, pentru a forma o compoziție calcinată. Calcinarea poate fi efectuată în orice condiții adecvate, care îndepărtează apa reziduală, oxidează orice combustibil și/sau formează un component de oxid de metal.

Compoziția uscată poate fi calcinată într-un mediu ambiant conținând oxigen, în general, temperatura la care are loc calcinarea este în intervalul de la circa 3OO la circa 1300°C. Totuși, este mai preferat dacă temperatura este în intervalul de la circa 450 la circa 1100°C. Calcinarea trebuie să fie efectuată pe o perioadă de timp în intervalul de la circa 0,5 la circa 24 h. în general, orice component de zinc care nu este în formă de oxid de zinc poate fi transformat în oxid de zinc în acest moment al preparării. Mai mult, oxidul de zinc și silicea pot fi combinate pentru a forma silicatul de zinc în acest moment al preparării.

Uneori, este de dorit să existe o compoziție de absorbant care să includă ca promotor un oxid de metal din Grupa VIII. Acești promotori pot îmbunătăți proprietățile fizice și chimice ale compoziției absorbante. De exemplu, acești promotori din oxizi de metale din Grupa a Vlll-a pot mări capacitatea compoziției de absorbant de a hidrogena oxidul de sulf la hidrogen sulfurat. Mai mult, astfel de promotori pot mări capacitatea compoziției de absorbant de a se regenera după ce este epuizată în procedeul de îndepărtare a sulfului. Exemple de promotori din oxizi de metale din Grupa a Vlll-a includ, dar nu se limitează la oxid de fier, oxid de cobalt, oxid de nichel, oxid de ruteniu, oxid de rodiu, oxid de paladiu, oxid de osmiu, oxid de iridiu și oxid de platină. Cantitatea de promotor în compoziția de absorbant este în intervalul de la circa □, 1 la circa 20% în greutate bazat pe greutatea compoziției de absorbant. Totuși, este preferabil ca, această cantitate să fie în intervalul de la circa 1 la circa 15% în greutate și, cel mai preferabil când cantitatea este în intervalul de la circa 5 la circa 10% în greutate.

Promotorul poate fi adăugat la compoziția absorbantă sub formă de metal elementar, oxid de metal și/sau compuși conținând metal care pot fi transformați în oxizii de metal în condițiile de calcinare descrise aici. Unele exemple de astfel de compuși conținând metal includ acetați de metal, carbonați de metal, azotați de metal, sulfați de metal, tiocianați de metal și amestecuri a două sau mai multe dintre acestea.

Metalul elementar, oxidul de metal și compușii conținând metal pot fi adăugați la compoziția de absorbant într-o soluție fie apoasă, fie organică, care conține metalul elementar, oxidul de metal și/sau compușii conținând metal. După ce s-au adăugat metalul elementar, oxidul de metal și/sau compușii conținând metal, compoziția obținută este uscată și calcinată, așa cum se descrie în cele ce urmează.

Metalul elementar, oxidul de metal și/sau compușii conținând metal pot fi adăugați la compoziția de absorbant drept componente ale amestecului inițial, sau pot fi adăugați după ce compoziția de absorbant a fost uscată și calcinată. Dacă promotorul oxid de metal se adaugă la compoziția de absorbant după ce aceasta a fost uscată și calcinată, atunci compoziția care acum este susținută este uscată și calcinată a doua oară. Compoziția care este susținută acum este uscată de preferință la o temperatură în intervalul de la circa 50 la circa 300°C, dar preferabil, temperatura de uscare se va situa între circa 100 și circa 25O°C, pe o perioadă de timp de la circa 0,5 la circa 8 h, mai ales între circa 1 și circa 5 ore. Compoziția susținută uscată este apoi calcinată în prezență de oxigen sau gaz conținând oxigen la o temperatură între circa 300 și circa 800°C, mai ales între circa 450 și circa 750°C, până ce este îndepărtată orice materie volatilă și până când cel puțin o parte din metalul elementar și/sau compușii conținând metal este transformată într-un oxid de metal. Timpul necesar pentru această etapă de calcinare va fi, în general, în intervalul

150

155

160

165

170

175

180

185

190

195

RO 115133 Bl de la circa 0,5 la circa 4 h, și va fi preferabil în intervalul de la circa 1 la circa 3 h. într-o altă îmbunătățire a acestei invenții, compoziția de absorbant este supusă unui tratament cu abur. Acest tratament cu abur cuprinde contactarea compoziției absorbante cu un amestec de abur care cuprinde apă și aer. Dacă se dorește, acest amestec poate conține și alte gaze cum ar fi de exemplu, azot, heliu și argon. Amestecul de abur trebuie să conțină circa 5 la circa 90% în volum apă, restul constând din aer. Preferabil, amestecul de abur trebuie să conțină circa 10 la 80% în volum apă, restul constând din aer. Tratamentul cu abur trebuie să fie efectuat la o temperatură în intervalul de la circa 100 la circa 1100°C. Totuși, se preferă efectuarea tratamentului cu abur la o temperatură în intervalul de la circa 200 la circa 900°C. în general, perioada de timp de-a lungul căreia amestecul de abur este contactat cu compoziția absorbantă va depinde de temperatura la care este efectuat tratamentul cu abur. Totuși, perioada de timp în care amestecul de abur este contactat cu compoziția absorbantă este de la circa 1 la circa 24 h și preferabil de la circa 2 la circa 8 h. Tratamentul cu abur poate avea loc fie înainte, fie după încorporarea promotorului din oxid de metal din Grupa a Vlll-a. Adițional se pot aplica unul sau mai multe tratamente cu abur pentru a se obține o compoziție dorită de absorbant. Mai mult, compoziția de absorbant care urmează a fi supusă tratamentului cu abur poate fi sub forma unei pulberi uscate care este contactată cu amestecul de abur sau poate fi sub forma unei compoziții absorbante conținând apă, care este supusă temperaturilor de mai sus.

Compozițiile de absorbant din această invenție pot fi utilizate în procedeele de îndepărtare a sulfului în care se realizează o contactare a compoziției de absorbant cu un curent de alimentare gazos conținând sulf, și după aceasta, a compoziției absorbante cu oxigen sau cu un gaz conținând oxigen, care se utilizează pentru a regenera compoziția absorbantă. Procedeul de îndepărtare a sulfului nu este în nici un caz limitată la utilizarea unui anume dispozitiv. Procedeul de îndreptare a sulfului poate fi realizat utilizând un pat fix de compoziție absorbantă, un pat fluidizat de o compoziție absorbantă sau un pat în mișcare de compoziție absorbantă.

Exemple de astfel de procedee de îndepărtare a sulfului sunt descrise în brevetele US 4990318, 5077261, 5102854, 5108975, 5130288, 5174919, 5177050, 5219542, 5244641, 5248481 și 5281445, a căror descrieri sunt introduse în text ca referință. Compozițiile de absorbant din această invenție sunt utile în procedeele de îndepărtare a sulfului care sunt conduse la temperaturi de la circa 300 la circa 800°C. Adițional, ele sunt utile, în special, în procedeele de îndepărtare a sulfului care sunt conduse la temperaturi mai mari de circa 43D°C, dar mai mici de circa 650°C. Mai mult, compozițiile de absorbant din această invenție sunt utile, în mod special, în procedeele de îndepărtare a sulfului, care sunt conduse la temperaturi în intervalul de la circa 450°C la circa 625°C.

Exemplele care urmează sunt date în scopul ilustrării invenției. Reactanții particulari, condițiile și altele asemenea se doresc a fi ilustrative pentru invenție, fără a o limita.

Exemplul 1. Prepararea absorbantului

Se prepară un absorbant prin amestecarea uscată a 158,9 grame de silicat de calciu Micro-Cel T-38 (Celite Corporation, Lompoc, CA) și 198,6 g de oxid de zinc pulverizat timp de 10 min, într-o moară de amestecare. Această compoziție se impregnează apoi prin pulverizare cu 197,0 g de alumină Nyacol AI-20în 140 g de apă deionizată. Materialul rezultat se amestecă suplimentar timp de încă 35 min. Pasta umedă, rezultată, se aglomerează prin uscare la 150°C timp de 3h și se

RO 115133 Bl

250 calcinează la 635°C timp de o oră. Aglomeratele uscate se granulează într-un granulator de vârf, în trepte, echipat cu o sită de 50 mesh (Stokes Pennwalt, Warminstor, PA, Granulator Model 43). 250 g de material granulat se plasează întrun amestecător rotativ și se impregnează cu 74, 27 g de azotat de nichel dizolvate în 135,3 g de apă deionizată. Aceasta se usucă apoi la 150°C timp de 1h și se calcinează la B35°C timp de 1h. Produsul se sitează pentru a îndepărta particulele mai mari de 50 mesh și mai mici de 200 mesh. 250 g de produs sitat se supun unei a doua impregnări cu nichel utilizând 24,75 g de azotat de nichel în 122,5 g de apă deionizată. Acest material se usucă la 121°C peste noapte. Produsul uscat este desemnat ca “Absorbant A”.

g de absorbant A se plasează într-un tub de cuarț și se contactează cu un amestec de 8,0 cm³/h apă deionizată, 2500 cm³/h aer și 7500 cm³/h azot timp de 24 h la 760°C. Materialul rezultat se desemnează ca “Absorbant B”.

După cum urmează se prepară o compoziție de comparare. 9072 g de pulbere de Celite^[R) se plasează într-o moară de amestecare. în timpul amestecării, pulberea de Celite^lR) se impregnează prin pulverizare pe o perioadă de șase la opt minute cu 1106 g de alumină coloidală Nyacol Al - 20 utilizând o pompă și o duză de pulverizare. La aceasta se adaugă, în cantități mici, 1134 g de oxid de zinc, cu amestecare timp de 22...24 min. După necesitate, părțile laterale, lamele și roțile amestecătorului se răzuiesc, pentru a asigura o amestecare omogenă. Timpul total de amestecare incluzând adăugarea aluminei nu depășește 30 min. Conținutul de umezeală a amestecului este între 26 și 27%. Amestecul are o umiditate care asigură un aspect pulverulent la acest moment. Amestecul este apoi extrudat utilizând un extruder cu șnec cu serpentină răcită cu apă controlat la 45...50°C. Extrudatul se usucă pe tăvi într-un cuptor cu circulație de aer la 150°C timp de 3 h. Extrudatul uscat se calcinează la 635°C timp de 1 h, utilizând un calcinator cu bandă. Apoi pe baza calcinată se impregnează prin pulverizare nichel într-un dispozitiv de glazurare, utilizând azotat de nichel (II) dizolvat în apă. Soluția apoasă de nichel utilizată se prepară prin dizolvare a 134,7 g de azotat de nichel (II) hexahidrat pentru 453,68 g de bază calcinată în apă suficientă pentru a efectua o impregnare de 85% umiditate. După impregnare, materialul se usucă la 150°C timp de3 h și se calcinează la 635°C timp de1 h. Materialul rezultat este desemnat ca “Absorbant C”.

O porțiune din Absorbantul C se tratează cu abur într-un tub de cuarț într-un mod analogic tratamentului descris mai sus pentru Absorbantul A. Materialul rezultat se desemnează ca “Absorbant D”.

îndepărtarea sulfului din gaze în acest test, absorbanții sunt contactați alternativ la 427...649°C cu hidrogen sulfurat diluat cu gaze cum ar fi dioxid de carbon și azot, și la 593...649°C cu aer. în timpul contactării cu hidrogen sulfurat se determină încărcarea cu sulf a absorbantului ca fiind completă, atunci când hidrogenul sulfurat se detectează în cantitate de 1 DO ppm în efluent. în acest moment se începe regenerarea prin contact cu aer. Rezultatele sunt date în tabelul 1.

255

260

265

270

275

280

285

RO 115133 Bl

Tabelul 1

Rezultatele studiului Încărcării cu sulf

Absorbant A

Temperatură, °C	Ciclu	încărcare cu sulf, %
427	1	3,0
427	2	3,7
427	3	3,1
538	4	9,3
538	5	10,8
538	6	12,7
649	7	16,3
649	8	15,4
427	9	7,0
427	10	9,1
427	11	10,0

Absorbant B

Temperatură, °C	Ciclu	încărcare cu sulf, %
427	1	1,1
427	2	2,1
427	3	2,6
427	4	2,8
427	5	3,1
427	6	3,2
649	7	15,1
649	8	16,5
649	9	16,1
593	10	14,0
593	11	13,2
593	12	14,9
538	13	13,7
538	14	15,4
538	15	15,6

RO 115133 Bl

325

Absorbant C

Temperatură, °C	Ciclu	încărcare cu sulf, %
427	1	12,4
427	2	14,2
427	3	14,3
427	4	13,7
427	5	13,7
427	6	13,7
427	7	13,8
427	8	13,5
427	9	13,3
427	10	13,5
427	11	13,5
427	12	13,5
427	13	13,3
427	14	13,3
427	15	13,7
427	16	13,0

330

335

340

Absorbant D*

Temperatură, °C	Ciclu	încărcare cu sulf, %
427	1	12,8
427	2	15,2
427	3	14,3
427	4	—
427	5	4,2
538	6	2,9
538	7	8,5
538	8	6,4
538	9	6,5
538	10	5,8
538	11	5,5

* Pentru absorbantul D, pentru 3-11 cicluri, gazul de regenerare conține, de asemenea, abur.

345

350

355

RO 115133 Bl comparație a datelor pentru absorbanții A și B arată că cel din urmă are o încărcare superioară cu sulf la temperaturi mai mari de circa 430°C, dar mai mici decât circa 650°C, indicând un efect benefic al tratamentului cu abur primit. □ comparație a datelor pentru absorbanții C și D arată că materialul de comparație este similar din punct de vedere al comportamentului, atunci când în gazele de regenerare nu este prezent aburul. Totuși, când aburul este inclus în gazele de regenerare pentru Absorbantul D, încărcarea sa cu sulf scade semnificativ.

Exemplul 2. în acest exemplu se efectuează o preparare conform invenției, astfel încât să fie produs un absorbant conform invenției, în care ingredientul activ, oxidul de zinc, și promotorul, oxidul de nichel, sunt susținuți pe o matrice formată in situ, conținând silicat de zinc.

Absorbantul se prepară prin amestecare uscată într-o moară de amestecare a 1584 g de oxid de zinc și a 216 g silice Celită™ timp de 5 min. Pulberea rezultată se impregnează prin pulverizare cu o soluție din 250 g de alumină Vista Dispal în 450 g de apă deionizată. Pasta umedă rezultată se aglomerează prin uscare la 150°C timp de 3 h și se calcinează la 635°C timp de 1 h. Materialul uscat se granulează pe un granulatorîn trepte la partea superioară Stokes Pennwalt (Model 43, Stokes Penwalt, Warminster, PA) echipat cu sită de 50 mesh. 150 g de fracție de la - 20 la + 140 mesh se plasează într-un reactor de cuarț și se tratează cu aburi cu un amestec de 1 cm³/min apă deionizată și 336 m³/min aer la 870°C timp de 20 h. 150 g de material tratat cu abur se plasează apoi într-un amestecător rotativ și se impregnează cu 37,1 g azotat de nichel în 26,6 g de apă deionizată. Acest material se usucă apoi la 150°C timp de 1 h și se calcinează la 635°C timp de 1 h. Materialul rezultat se desemnează ca “Absorbant E”. O analiză prin difracție cu raze - X indică faptul că în compoziția de absorbant există circa 22,1 %în greutate silicat de zinc, împreună cu oxid de zinc și oxid de nichel. Se estimează că această compoziție de absorbant conține, de asemenea, o cantitate oarecare de silice ca și alumină, nereacționate.

Absorbantul E se testează pentru determinarea îndepărtării sulfului din gaze, după cum a fost indicat mai înainte pentru absorbanții A-D. Rezultatele sunt date în tabelul 2.

Tabelul 2

Rezultatele pentru Absorbantul E* *

Temperatură, °C	Ciclu	încărcare cu sulf, %
538	1	22.4
538	2	24,4
538	3	24,0
538	4	23,9
538	5	31,9
538	6	27,4
538	7	24,8
538	8	24,8
538	9	24,1

RO 115133 Bl

Tabelul 2 [continuare)

405

Temperatură, °C	Ciclu	încărcare cu sulf, %
538	10	24,0
538	11	23,7
538	12	23,2
538	13	22,4
538	14	24,1
538	15	22,8
538	16	21,3
538	17	19,2
538	18	16,5
538	19	17,3
538	20	18,5
538	21	18,0
538	22	16,9

★ * Pentru Absorbantul E, pentru ciclurile 2 - 22, gazul de regenerare conține, de asemenea, abur.

410

415

Datele prezentate în tabelul 2 arată că Absorbantul E este eficient, de asemenea, pentru îndepărtarea sulfului din gaze la temperaturi mari și în condiții de umiditate. Acest lucru este în contrast cu scăderea importantă a încărcării cu sulf a absorbantului D, atunci când testul se face în condiții de umiditate. Se notează că, pe când nivelul de zinc activ din absorbantul E este calculat a fi 57,5 % în greutate față de 46,6 %în greutate pentru absorbantul D, nivelul cu 23,4% mai mare de zinc activ din absorbantul E este insuficient pentru a compensa nivelul cu > 400% mai mare a încărcării cu sulf a absorbantului E după un număr echivalent de cicluri de regenerare cu abur (de comparat ciclul 11 la absorbantul D cu ciclul 12 la absorbantul E, ambele după nouă cicluri cu abur).

Claims

Revendicări

1. Compoziție de absorbant, caracterizată prin aceea că, cuprinde circa

10...90%. de preferință circa 25...75%. cel mai preferat circa 40...60%în greutate, raportat la cantitatea totală a compoziției de absorbant, un component de zinc; o cantitate dintr-un component de oxid coloidal, conținând un oxid metalic, astfel încât cantitatea de oxid metalic din componentul de oxid coloidal, prezentă în compoziția de absorbant, să fie de circa 1...30%, de preferință circa 1...20%. cel mai preferat circa 5... 15%în greutate, raportat la greutatea totală a compoziției de absorbant; și circa 5...90%. de preferință circa 10...75%. cel mai preferat circa 15...60% în greutate, raportat la greutatea totală a compoziției de absorbant, un component de oxid metalic.
2. Compoziție de absorbant conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că, componentul de zinc este oxidul de zinc sau poate fi un compus ce se poate

420

425

430

435

440

RO 115133 Bl transforma în oxid de zinc, astfel de compuși incluzând, dar nelimitându-se la, sulfură de zinc, sulfat de zinc, hidroxid de zinc, carbonat de zinc, acetat de zinc și azotat de zinc.
3. Compoziție de absorbant conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că, componentul de oxid coloidal poate fi, în general, un mediu lichid cuprinzând particule de oxid de metal, de dimensiuni coloidale de circa 10... 10000 Â, în general distribuite omogen în întreaga masă de lichid, pH-ul componentului de oxid coloidal putând fi în intervalul de circa 2...11.
4. Compoziție de absorbant conform revendicărilor 1 și 3, caracterizată prin aceea că oxidul coloidal poate fi un solid ce cuprinde particule dintr-un oxid de metal, care să aibă capacitatea de a se dispersa cu ușurință într-un mediu lichid, formând o dispersie care conține particule de dimensiune coloidală.
5. Compoziție de absorbant conform revendicărilor 1,3 și 4, caracterizată prin aceea că oxidul de metal este selectat din grupa constând din alumină, silice, dioxid de titan, dioxid de zirconiu, oxid de staniu, oxid de stibiu, oxid de ceriu, oxid de itriu, oxid de cupru, oxid de fier, oxid de mangan, oxid de molibden, oxid de wolfram, oxid de crom și amestecuri de doi sau mai mulți dintre aceștia.
6. Compoziție de absorbant, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că, componentul de oxid de metal poate fi un silicat de metal, un aluminat de metal, un aluminosilicat de metal, sau un amestec al acestora, metalul din acest component este selectat din grupa constând din beriliu, magneziu, calciu, stronțiu, bariu, radiu, zinc, cadmiu, mercur și amestecuri ale acestora, de preferință fiind magneziu, calciu, zinc și amestecurile acestora, cel mai preferat fiind zincul.
7. Compoziție de absorbant, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că, cuprinde suplimentar 0,1 ...20%, de preferință 1...15%, cel mai preferat 5...10% în greutate, raportat la greutatea totală a compoziției de absorbant, un promotor de oxid al unui metal din grupa Vlll-a; exemplele de astfel de promotori includ, dar nu se limitează, la: oxidul de fier, oxidul de cobalt, oxidul de nichel, oxidul de ruteniu, oxidul de rodiu, oxidul de paladiu, oxidul de osmiu, oxidul de iridiu și oxidul de platină, acești promotori îmbunătățind proprietățile fizice și chimice ale compoziției absorbante, cum ar fi capacitatea compoziției de absorbant de a hidrogena oxidul de sulf la hidrogen sulfurat, sau capacitatea acesteia de a se regenera după utilizarea ei.
8. Compoziție de absorbant, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că, conține suplimentar apă.
9. Compoziție de absorbant conform revendicărilor 1 ...8, caracterizată prin aceea că se utilizează pentru îndepărtarea sulfului dintr-un curent de fluid conținând sulf, prin contactarea acestei compoziții cu un curent de alimentare gazos conținând sulf, după care compoziția de absorbant este contactată cu oxigen sau cu un gaz care conține oxigen, care este utilizat pentru regenerarea compoziției de absorbant.
10. Procedeu de obținere a unui absorbant, caracterizat prin aceea că, cuprinde următoarele faze: contactarea, împreună, a unui component de zinc, a unui component de oxid coloidal și a unui component de oxid de metal, în oricare mod cunoscut în domeniu și în oricare ordine, supunerea compoziției obținute în prima fază la un tratament cu abur, la o temperatură de circa 100...1100°C, de preferință de circa 2OO...9OO°C.
11. Procedeu de obținere a unui absorbant, conform revendicării 1 □, caracterizat prin aceea că tratamentul cu abur cuprinde contactarea compoziției de absorbant cu un amestec de abur, care cuprinde apă și aer, circa 5...90% în volum,

RO 115133 Bl apă, restul constând din aer, de preferință circa 10...80% în volum, apă, și restul aer, dacă se dorește acest amestec putând conține și alte gaze, cum ar fi azot, heliu și argon, timpul de contactare a amestecului de abur cu compoziția de absorbant fiind de circa 1 ...24 h, de preferință de circa 2...8 h.
12. Procedeu de obținere a unui absorbant, conform revendicării 10, caracterizat prin aceea că, în prima fază, după ce componenții au fost inițial contactați împreună, pot fi aglomerați în orice mod cunoscut în domeniu, prin dimensionarea particulelor obținându-se o distribuție dorită a dimensiunii particulelor.
13. Procedeu de obținere a unui absorbant, conform revendicărilor 10 și 12, caracterizat prin aceea că, după operația de aglomerare a componenților, urmează faza de uscare, utilizată, în general, pentru a îndepărta mediul lichid al componentului de oxid coloidal, la temperaturi cuprinse în general în intervalul de circa 5O...3OO°C, de preferință de circa 1OO...2OO°C, timpii de uscare depinzând de mediul lichid și de temperatura de uscare, dar în general, durata uscării fiind, de preferință, de circa 0,5...4 h.
14. Procedeu de obținere a unui absorbant, conform revendicărilor 10...13, caracterizat prin aceea că, după uscare compoziția de absorbant poate fi calcinată într-un mediu ambiant conținând oxigen, la o temperatură de circa 3OO...13OO°C, de preferință de circa 450...1100°C și într-un timp cuprins în intervalul de circa 0,5...24 h.