CN101612549B - 一种用于脱除焦化苯中噻吩和cs2的吸附剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于脱除焦化苯中噻吩和CS2的吸附剂及其制备方法，主要涉及一种焦化苯精制中噻吩和CS2脱除用吸附剂及其制备方法，属于环境保护和焦化副产物有效利用方面的技术领域。其特征在于一种能够同时脱除焦化苯中噻吩和CS2的吸附剂，它的通式为AgCe/γ-Al2O3，以γ-Al2O3为载体，负载由质量含量8-15％的Ag和质量含量为8-15％的Ce所组成的活性成分，其中Ag以Ag2O的形态存在，Ce以CeO2的形态存在。优点在于能同时脱除焦化苯中的噻吩和CS2，使用寿命长，选择性好，容易再生，不腐蚀设备小，环境污染小。适用于焦化苯中噻吩和CS2的深度脱除，具有很好的市场前景。
Description
技术领域
本发明一种用于脱除焦化苯中噻吩和CS2的吸附剂及其制备方法，主要涉及一种焦化苯精制中噻吩和CS2脱除用吸附剂及其制备方法，属于环境保护和焦化副产物有效利用方面的技术领域。
背景技术
目前国内对工业纯苯的需求量越来越大，而石油资源日渐紧缺，因此发展焦化苯产业是一项非常紧迫且重要的任务。焦化苯是焦化粗苯中沸点低于150℃的馏分所组成的混合物。由于焦化苯中含有噻吩和CS2，这在很大程度上限制了它的使用范围，因此焦化苯中噻吩和CS2的脱除显得日趋重要。目前国内中小型焦化厂普遍采用的是硫酸酸洗法，工业上大吨位的焦化苯脱硫采用的是催化加氢法。而吸附法脱硫与硫酸酸化法相比，以设备腐蚀小、环境污染少、深度脱硫效果显著的优点，与加氢脱硫相比，以所需温度较低、压力较小、而且不耗费氢气的优点越来越受到人们的关注。这种用于吸附法脱除焦化苯中噻吩和CS2的吸附剂尚未见专利报道。
对能脱除焦化苯中噻吩的吸附剂的相关研究，大都处在机理探讨的层次。如：罗国华等人对X、Y、ZSM-5、Silicalite-I系列分子筛选择吸附焦化苯中噻吩的性能进行了考察，结果表明ZSM-5和Silicalite-I分子筛具有明显的选择吸附能力。对ZSM-5分子筛进行Cu2+交换及表面硅烷化处理改性，在一定程度上提高了吸附选择性。谭小耀等人对ZSM-5改性分子筛的吸附条件和吸附动力学进行研究，发现该吸附体系中大孔扩散、表面扩散及吸附、反应阻力都起着重要的作用。李兰等人研究了ZSM-5分子筛选择吸附脱除焦化苯中微量噻吩的性能，结果表明经过Cu2+交换改性的CuNaZSM-5分子筛主要通过Cu2+与噻吩形成的π-络合键选择吸附苯中噻吩。江雨生等人研究了应用程序升温吸附脱附法对噻吩在镍系非晶态合金上的吸附和脱附，结果表明常温下，噻吩在非晶态合金表面发生物理吸附和化学吸附，物理吸附的噻吩可以脱附，而化学吸附的噻吩在非晶态合金表面被活化，发生氢解反应，C-S键断裂，硫留在镍系非晶态合金上，释放出烃类。脱除CS2的吸附材料一般为：活性碳、活性碳纤维以及树脂等。但目前对焦化苯中噻吩与CS2能同时脱除的吸附剂还未见文献报道。
发明内容
本发明一种用于脱除焦化苯中噻吩和CS2的吸附剂及其制备方法，目的在于提供一种同时脱除焦化苯中噻吩和CS2的吸附剂及其制备方法的技术方案。
本发明一种用于脱除焦化苯中噻吩和CS2的吸附剂，其特征在于一种能够同时脱除焦化苯中噻吩和CS2的吸附剂，它的通式为AgCe/γ-Al2O3，以γ-Al2O3为载体，负载由质量含量8-15％的Ag和质量含量为8-15％的Ce所组成的活性成分，其中Ag以Ag2O的形态存在，Ce以CeO2的形态存在。
上述一种用于脱除焦化苯中噻吩和CS2的吸附剂的制备方法，其特征在于：
I、称取γ-Al2O3粉末置于陶瓷坩埚中，在马弗炉中300-700℃下焙烧2-8小时，然后取出，在空气中自然降至室温；
II、将步骤I所制得的物质放入AgNO3和Ce(NO3)3混合的水溶液中，γ-Al2O3与溶液的比例为：每克γ-Al2O3加入2-10ml的AgNO3和Ce(NO3)3混合的水溶液；所述的AgNO3和Ce(NO3)3混合的水溶液，AgNO3的浓度为0.8-2mol/L，Ce(NO3)3的浓度为0.8-2mol/L；在20-80℃下浸渍5-48小时，抽滤得到滤饼；
III、将步骤II中所制得的滤饼在80-120℃下烘2-12小时，然后在马弗炉中450-700℃下焙烧1-5小时，制得活性成分由存在形态是Ag2O，质量含量为8-15％的Ag和存在形态是CeO2，质量含量为8-15％的Ce所组成的AgCe/γ-Al2O3吸附剂。
将III所制得的吸附剂与噻吩浓度为500ppm，CS2浓度为200ppm的焦化苯以1g吸附剂对应15-20mL焦化苯的比例加入试剂瓶中，盖上瓶盖确保试剂瓶密封完好，在常压、25℃下放置24-48小时后，使用气相色谱进行检测可得到吸附后焦化苯中噻吩与CS2的浓度，计算得吸附剂的硫容。
本发明一种用于脱除焦化苯中噻吩和CS2的吸附剂及其制备方法的优点在于：
I、与现有技术相比，本发明吸附剂能同时脱除焦化苯中的噻吩与CS2。在常压、25℃下就能将焦化苯中的噻吩从500ppm脱除到20ppm以下，同时能将焦化苯中的CS2从200ppm脱除到1ppm以下，效果明显于其它吸附剂。
II、本发明的吸附剂所负载的活性成分：以Ag2O形态存在的Ag和以CeO2形态存在的Ce能协同脱除焦化苯中的噻吩与CS2。
III、本发明的吸附剂使用寿命长，选择性好，容易再生。
IV、本发明的吸附剂对设备无腐蚀，环境污染小。
V、本发明的吸附剂除了可用于焦化苯中噻吩与CS2的脱除，还可广泛用于油品中噻吩的脱除，具有很好的市场前景，适用于工业化推广。
附图说明
图1为本发明吸附剂AgCe/γ-Al2O3的X射线衍射图，其中横坐标为2θ角，纵坐标为衍射强度；1为CeO2的X射线衍射峰；2为Ag2O的X射线衍射峰；3为γ-Al2O3的X射线衍射峰。
具体实施方式
实施方式1
I、称取10g的γ-Al2O3粉末置于陶瓷坩埚中，在马弗炉中700℃下焙烧2小时，然后取出，在空气中自然降至室温。
II、把步骤I所得的物质放入100mLAgNO3浓度为2mol/L，Ce(NO3)3浓度为0.8mol/L的水溶液中，在80℃下浸泡5小时，抽滤得到滤饼；
III、把步骤II中所制得的滤饼在80℃下烘12小时，然后在马弗炉中700℃下焙烧5小时，制得活性成分由存在形态是Ag2O，质量含量为15％的Ag和存在形态是CeO2，质量含量为8％的Ce所组成的AgCe/γ-Al2O3吸附剂；
将III所制得的吸附剂1g置于20mL的试剂瓶中，向试剂瓶中加入20mL噻吩浓度为500ppm，CS2浓度为200ppm的焦化苯，盖上瓶盖确保试剂瓶密封完好，在常压、25℃下放置48小时后，使用气相色谱进行检测可得到吸附后的焦化苯中噻吩与CS2的浓度，计算得吸附剂的硫容，该吸附剂可使焦化苯中噻吩与CS2浓度分别达到15ppm与0ppm；硫容为7.13mgS/g吸附剂。
实施方式2
I、称取10g的γ-Al2O3粉末置于陶瓷坩埚中，在马弗炉中300℃下焙烧8小时，然后取出，在空气中自然降至室温；
II、把步骤I所得的物质放入20mLAgNO3浓度为2mol/L，Ce(NO3)3浓度为2mol/L的水溶液中，在20℃下浸泡48小时，抽滤得到滤饼；
III、把步骤II中所制得的滤饼在120℃下烘2小时，然后在马弗炉中450℃下焙烧5小时，制得活性成分由存在形态是Ag2O，质量含量为12％的Ag和存在形态是CeO2，质量含量为15％的Ce所组成的AgCe/γ-Al2O3吸附剂；
将III所制得的吸附剂1g置于20mL的试剂瓶中，向试剂瓶中加入20mL噻吩浓度为500ppm，CS2浓度为200ppm的焦化苯，盖上瓶盖确保试剂瓶密封完好，在常压、25℃下放置24小时后，使用气相色谱进行检测即可得到吸附后的焦化苯中噻吩与CS2的浓度，计算得吸附剂的硫容，该吸附剂可使焦化苯中噻吩与CS2浓度分别达到18ppm与0ppm；硫容为7.11mgS/g吸附剂。
实施方式3
I、称取10g的γ-Al2O3粉末置于陶瓷坩埚中，在马弗炉中600℃下焙烧3.5小时，然后取出，在空气中自然降至室温。
II、把步骤I所得的物质放入40mL AgNO3浓度为1.5mol/L，Ce(NO3)3浓度为1mol/L的水溶液中，在40℃下浸泡10小时，抽滤得到滤饼。
III、把步骤II中所制得的滤饼在100℃下烘6小时，然后在马弗炉中500℃下焙烧3小时，制得活性成分由存在形态是Ag2O，质量含量为10％的Ag和存在形态是CeO2，质量含量为8％的Ce所组成的M/γ-Al2O3吸附剂；
将III所制得的吸附剂1g置于20mL的试剂瓶中，向试剂瓶中加入18mL噻吩浓度为500ppm，CS2浓度为200ppm的焦化苯，盖上瓶盖确保试剂瓶密封完好，在常压、25℃下放置48小时后，使用气相色谱进行检测可得到吸附后的焦化苯中噻吩与CS2的浓度，计算得吸附剂的硫容，该吸附剂可使焦化苯中噻吩与CS2浓度分别达到10ppm与0ppm；硫容为6.44mgS/g吸附剂。
实施方式4
I、称取10g的γ-Al2O3粉末置于陶瓷坩埚中，在马弗炉中300℃下焙烧8小时，然后取出，在空气中自然降至室温；
II、把步骤I所得的物质放入60mLAgNO3浓度为2mol/L，Ce(NO3)3浓度为2mol/L的水溶液中，在20℃下浸泡30小时，抽滤得到滤饼；
III、把步骤II中所制得的滤饼在90℃下烘9小时，然后在马弗炉中450℃下焙烧5小时，制得活性成分由存在形态是Ag2O，质量含量为15％的Ag和存在形态是CeO2，质量含量为15％的Ce所组成的AgCe/γ-Al2O3吸附剂；
将III所制得的吸附剂1g置于20mL的试剂瓶中，向试剂瓶中加入20mL噻吩浓度为500ppm，CS2浓度为200ppm的焦化苯，盖上瓶盖确保试剂瓶密封完好，在常压、25℃下放置24小时后，使用气相色谱进行检测可得到吸附后的焦化苯中噻吩与CS2的浓度，计算得吸附剂的硫容，该吸附剂可使焦化苯中噻吩与CS2浓度分别达到10ppm与0ppm；硫容为7.16mgS/g吸附剂。
实施方式5
I、称取10g的γ-Al2O3粉末置于陶瓷坩埚中，在马弗炉中700℃下焙烧2小时，然后取出，在空气中自然降至室温。
II、把步骤I所得的物质放入20mLAgNO3浓度为0.8mol/L，Ce(NO3)3浓度为0.8mol/L的水溶液中，在20℃下浸泡48小时，抽滤得到滤饼；
III、把步骤II中所制得的滤饼在80℃下烘10小时，然后在马弗炉中550℃下焙烧2.5小时，制得活性成分由存在形态是Ag2O，质量含量为8％的Ag和存在形态是CeO2，质量含量为8％的Ce所组成的AgCe/γ-Al2O3吸附剂；
将III所制得的吸附剂1g置于20mL的试剂瓶中，向试剂瓶中加入10mL噻吩浓度为500ppm，CS2浓度为200ppm的焦化苯，盖上瓶盖确保试剂瓶密封完好，在常压、25℃下放置48小时后，使用气相色谱进行检测可得到吸附后的焦化苯中噻吩与CS2的浓度，计算得吸附剂的硫容，该吸附剂可使焦化苯中噻吩与CS2浓度分别达到10ppm与0ppm；硫容为5.37mgS/g吸附剂。
Claims (2)
1.一种用于脱除焦化苯中噻吩和CS2的吸附剂，其特征在于一种能够同时脱除焦化苯中噻吩和CS2的吸附剂，它的通式为AgCe/γ-Al2O3，以γ-Al2O3为载体，负载由质量含量8-15％的Ag和质量含量为8-15％的Ce所组成的活性成分，其中Ag以Ag2O的形态存在，Ce以CeO2的形态存在。
2.权利要求1所述的一种用于脱除焦化苯中噻吩和CS2的吸附剂的制备方法，其特征在于：
I、称取γ-Al2O3粉末置于陶瓷坩埚中，在马弗炉中300-700℃下焙烧2-8小时，然后取出，在空气中自然降至室温；
II、将步骤I所制得的物质放入AgNO3和Ce(NO3)3混合的水溶液中，γ-Al2O3与溶液的比例为：每克γ-Al2O3加入2-10ml的AgNO3和Ce(NO3)3混合的水溶液；所述的AgNO3和Ce(NO3)3混合的水溶液，AgNO3的浓度为0.8-2mol/L，Ce(NO3)3的浓度为0.8-2mol/L；在20-80℃下浸渍5-48小时，抽滤得到滤饼；
III、将步骤II中所制得的滤饼在80-120℃下烘2-12小时，然后在马弗炉中450-700℃下焙烧1-5小时，制得活性成分由存在形态是Ag2O，质量含量为8-15％的Ag和存在形态是CeO2，质量含量为8-15％的Ce所组成的AgCe/γ-Al2O3吸附剂。
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