CN101104142A - 氯化氢吸附剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种氯化氢吸附剂。其以金属化合物和矿物为主要原料，于350℃～800℃焙烧而制成，其特征在于，其中所说的金属化合物由含碱金属和/或碱土金属化合物和过渡金属氧化物组成，以重量百分比计，过渡金属氧化物的含量为8％～25％；所说氯化氢吸附剂的抗压强度＞80N/cm，500℃时的穿透氯容量＞48％。本发明所说的氯化氢吸附剂具有使用温度范围宽、净化度好、氯容高、抗水汽性能佳和机械强度高等优点。

Description

氯化氢吸附剂
技术领域
本发明涉及一种吸附剂，具体地说，涉及一种氯化氢吸附剂。
背景技术
氯化氢不仅可“毒化”多种催化剂，而且还会对化工设备及管道造成腐蚀及污染环境。因此，研制有效的氯化氢吸附剂无论是对化工生产，还是对环境保护都有着十分重要的意义。
US.Pat.No.4,639,259报道一种在常温下将氯化氢降至1ppm，穿透氯容量为20％(氯化氢吸附剂所吸附氯的重量/氯化氢吸附剂重量)的氯化氢吸附剂；CN 1064099A、CN 1079415A及ZL01126381.4分别公开了不同使用温度和不同穿透氯容量的氯化氢吸附剂。
综观现有的氯化氢吸附剂，其大多采用含碱金属和/或碱土金属的化合物为活性组分或作为制备活性组分的原料。如此，虽可获得具有较高穿透氯容量和较高使用温度的氯化氢吸附剂，但其抗水汽性能较差，应用领域受到了限制。因此，如何提高现有氯化氢吸附剂的抗水汽性能就成为本发明需要解决的主要技术问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种综合性能优良(特别是具有较佳抗水汽性能)的氯化氢吸附剂。
本发明的发明人在ZL 01126381.4所公开的氯化氢吸附剂的基础上，发现在构成氯化氢吸附剂的活性组分的原料中加入适量的过渡金属氧化物后，所制得的氯化氢吸附剂的抗水汽性能有明显的提高。
本发明所说的氯化氢吸附剂，其以金属化合物和矿物为主要原料，于350℃～800℃焙烧而制成，其特征在于，其中所说的金属化合物由含碱金属和/或碱土金属化合物和过渡金属氧化物组成，以重量百分比计，过渡金属氧化物的含量为8％～25％；所制得氯化氢吸附剂的抗压强度＞80N/cm，500℃时氯化氢含量脱至0.5ppm以下，穿透氯容量＞48％。其中，所说的过渡金属是钛、铜、锌、锰、铁和/或铬。
在本发明中，过渡金属氧化物的含量是指过渡金属氧化物占整个氯化氢吸附剂中的重量百分含量。所用的含碱金属和/或碱土金属化合物是指现有氯化氢吸附剂中所用的含碱金属和/或碱土金属的盐、氢氧化物、氧化物或其它形式化合物；同样，所用的矿物也是现有氯化氢吸附剂中所用的高岭土(经验式为：Al4(OH)8SiO10)、海泡石(经验式为：Mg8(H2O)4(Si6O5)2(OH)4·8H2O)、硅藻土和/或白土，具体可参阅ZL O1126381.4，在此不再赘述。
本发明的一个优选方案是：所说的氯化氢吸附剂主要由下列原料于400℃～700℃焙烧制成，
CuO       3～20wt％
ZnO       2～20wt％
Fe2O3     3～10wt％
NaHCO3    3～30wt％
Ca(OH)2   10～50wt％
MgO       2～20wt％
CaCO3     1～30wt％
MnO2      0～20wt％
TiO2      0～10wt％
Cr2O3     0～10wt％
高岭土    5～60wt％
海泡石    5～50wt％
硅藻土    1～50wt％
白土      0～20wt％。
本发明的另一个优选方案是：制备所说氯化氢吸附剂的原料还包括，1～25wt％碳酸氢铵和/或羧甲基纤维素(作为扩孔剂)，以提高氯化氢吸附剂孔隙率及对氯化氢的吸附性能。
制备本发明所说氯化氢吸附剂的主要步骤是：首先将上述金属化合物按比例经研磨后混合均匀，然后再将矿物(或矿物和扩孔剂)按比例加入到上述混合物中，经挤条、成型、干燥(干燥温度80℃～105℃)和焙烧(焙烧温度400℃～700℃)制成目标物。
本发明中所使用的金属化合物、矿物和扩孔剂均为市售品。其中：
高岭土(上海南陵化工产品有限公司出品)
海泡石(河南省内乡东风海泡石厂出品)
硅藻土(青岛三星硅藻土有限公司出品)
白土(淄博市临淄华泰化工厂出品)。
本发明所说的氯化氢吸附剂具有使用温度范围宽(100℃～500℃)、净化度好(氯化氢含量脱至0.5ppm以下)、氯容高(500℃时，穿透氯容量＞48％)、抗水性能佳和机械强度高(抗压强度＞80N/cm)等优点。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步说明，其目的仅在于更好理解本发明的内容，而非限制本发明的保护范围。
实施例1
本实施例的吸附剂使用高岭土27％(重量，以下同)、碳酸氢钠10％、氢氧化钙35％、硅藻土10％、氧化锌3％、氧化锰3％、氧化钛3％、白土7％和羧甲基纤维素2％为原料，经研混挤条成型，在不超过700℃温度下焙烧而成。
吸附(脱氯)条件为：气体进口氯化氢浓度1000～1500ppm、反应空速1500～2000hr-1、脱氯温度100℃。该脱氯剂可使出口气体的氯化氢含量降至0.5ppm以下，穿透氯容10％。
进出口气体中氯化氢浓度检测采用硝酸银容量法，固体脱氯剂氯容量根据煤中氯的测定方法分析。
实施例2
本实施例制备吸附剂的原料为：海泡石20％、碱化后的硅藻土10％、白土5％、碳酸氢钠5％、碳酸钙30％、氧化镁10％、氧化锰5％、氧化铁3％、氧化铬5％、碳酸氢铵3％、羧甲基纤维4％。研磨挤条成型后，置于低于700℃温度下焙烧而成。
吸附(脱氯)条件为：气体进口氯化氢含量为1500-1800ppm，反应空速1500-2000hr-1，脱氯温度200℃。气体出口氯化氢浓度小于0.5ppm，穿透氯容为15.3％。
氯化氢浓度及氯容的分析检测方法同实施例1。
实施例3
本实施例原料组成：碱化后的高岭土20％、硅藻土15％、碳酸钙20％、氢氧化钙20％、碳酸氢钠5％、氧化铁5％、氧化铜3％、氧化镁5％、羧甲基纤维4％和碳酸氢铵3％。挤条成型后的焙烧温度低于700℃。
吸附(脱氯)条件为：气体进口氯化氢含量为2000-2300ppm，反应空速2500hr-1脱氯温度300℃，气体出口氯化氢浓度小于0.5ppm以下，穿透氯容为28.4％。
氯化氢浓度及氯容的分析检测方法同实施例1。
实施例4
本实施例中的吸附剂原料组成为：海泡石27％、硅藻土5％、氢氧化钙44％、碳酸氢钠10％、羧甲基纤维素3％、氧化铜3％、氧化铁8％。上述原料经混合过筛挤条成型后，在低于750℃温度下焙烧制成。
吸附(脱氯)条件为：气体进口氯化氢含量为1200-1500ppm，反应空速1500-2000hr-1，脱氯温度400℃。出口气体中氯化氢浓度低于0.5ppm，穿透氯容为35.5％。
氯化氢浓度及氯容的分析检测方法同实施例1。
实施例5
本实施例吸附剂原料为：碱化后的海泡石20％、高岭土10％、氢氧化钙37％、碳酸氢钠10％、氧化铁10％、氧化锌3％、氧化钛5％、碳酸氢铵2％和羧甲基纤维3％。研混加水挤条成型，焙烧温度650℃。
吸附(脱氯)条件为：气体进口氯化氢含量为1500ppm，反应空速1200-2000hr-1，脱氯温度500℃，出口气体中氯化氢浓度低于0.5ppm，穿透氯容为48.3％。
氯化氢浓度及氯容的分析检测方法同实施例1。
本发明所说的氯化氢吸附剂(以实施例5为例)与现有氯化氢吸附剂(以ZL 01126381.4中实施例3为例)在最高穿透氯容及抗水性能的比较，比较结果见表1
表1
吸附剂  最高穿透氯容*(％)   原吸附剂浸水后强度(N/cm)   吸氯并浸水后强度(N/cm)
 本发明实施例5  48.3   66.0   69.0
 ZL01126381.4中实施例3  36.7   44.6   44.0
*吸氯反应温度：500-650℃
由表1可知，本发明所说的氯化氢吸附剂，无论是最高穿透氯容还是抗水性能均优于现有氯化氢吸附剂。

Claims (5)

1.一种氯化氢吸附剂，其以金属化合物和矿物为主要原料，于350℃～800℃焙烧而制成，其特征在于，其中所说的金属化合物由含碱金属和/或碱土金属化合物和过渡金属氧化物组成，以重量百分比计，过渡金属氧化物的含量为8％～25％；其中，所说的过渡金属是钛、铜、锌、锰、铁和/或铬；
所说氯化氢吸附剂的抗压强度＞80N/cm，500℃时的穿透氯容量＞48％。
2.如权利要求1所说的氯化氢吸附剂，其特征在于，其中所说的含碱金属和/或碱土金属化合物为碱金属和/或碱土金属的盐、氢氧化物、氧化物。
3.如权利要求1所说的氯化氢吸附剂，其特征在于，其中所说的矿物高岭土、海泡石、硅藻土和/或白土。
4.如权利要求1～3中任意一项所说的氯化氢吸附剂，其特征在于，所说的氯化氢吸附剂主要由下列原料于400℃～700℃焙烧制成，
CuO        3～20wt％
ZnO        2～20wt％
Fe2O3      3～10wt％
NaHCO3     3～30wt％
Ca(OH)2    10～50wt％
MgO        2～20wt％
CaCO3      1～30wt％
MnO2       0～20wt％
TiO2       0～10wt％
Cr2O3      0～10wt％
高岭土     5～60wt％
海泡石     5～50wt％
硅藻土     1～50wt％
白土       0～20wt％。
5.如权利要求4所说的氯化氢吸附剂，其特征在于，其中所说的原料还包括1～25wt％的碳酸氢铵和/或羧甲基纤维素。
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