CN101773768A - 从气体中脱除HCl的干法脱氯剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种从气体中脱除HCl的干法脱氯剂及其制备方法。该脱氯剂以Na₂CO₃、CaCO₃、CaO、MgO为活性组分，交联膨润土为孔性助剂，甲基纤维素为发泡剂和助挤剂，经挤条成型，然后干燥、焙烧，制成脱氯剂。交联膨润土是用体积较大的聚铝阳离子交换体积较小的简单阳离子，因此孔系发达，比表面大，交联膨润土的比表面和孔容均较非交联膨润土大，用交联膨润土做脱氯剂的孔性助剂，使脱氯剂的比表面增大，增加了脱氯剂的脱氯活性和氯容。用交联膨润土做的脱氯剂的孔容为0.3mL/g-0.4mL/g、比表面为70m²/g-90m²/g、压碎强度为60N/cm-80N/cm，不但价格较拟薄水铝石和分子筛便宜，而制备工艺简单，脱氯活性高，低温穿透氯容大。

Description

从气体中脱除HCl的干法脱氯剂及其制备方法

技术领域：

本发明涉及一种炼油及化工净化技术，尤其是从气体中脱除HCl的干法脱氯剂及其制备方法。

背景技术：

干法脱HCl用的脱氯剂的活性组分为碱金属和碱土金属的含氧化合物，一般是氧化物、氢氧化物和碳酸盐，为转换吸收型脱氯剂，为气-固相酸碱中和反应。反应首先从脱氯剂的表面开始，然后向活性组分的内层深入。表面反应很快，向内层深入慢，是反应的阻力。脱氯剂的比表面大，脱氯反应的阻力小，因此，脱氯剂的比表面大，脱氯剂的活性高，脱氯反应快。克服脱氯反应阻力的推动力是温度，在高温下脱氯，脱氯反应快，氯容高。所以，比表面对高温脱氯剂显得不那么重要，但对低温脱氯剂是非常重要的，比表面大，脱氯快，而且氯容高。

脱氯剂的活性组分是通过化学反应进行脱氯，脱氯剂的活性组分在脱氯剂中占的比例要尽可能高，一般要＞70％。但脱氯剂的活性组分的比表面不高，因此，如何在保证脱氯剂强度的前提下，增加脱氯剂的比表面是开发脱氯剂的技术関键。

目前，增加脱氯剂比表面的技术主要有三项，一项是在一种脱氯剂中填加多种活性组分，CN1178133A公开的脱氯剂的活性组分包括钠的含氧化合物、钙的含氧化合物和镁的含氧化合物，还有载体组分矿物粘土，比表面大，活性高，脱氯精度可达＜0.1ppm。第二项技术是使用发泡剂，发泡剂分有机发泡剂和无机发泡剂，有机发泡剂有甲基纤维素、淀粉糊、聚乙稀醇、尿素等，无机发泡剂有(NH₄)₂CO₃、NH₄HCO₃等。发泡剂的使用对增加比表面有利，但对强度不利，所以，发泡剂的用量有限，一般为脱氯剂的3％-5％(干基)。第三项技术是加入多孔性物质做为脱氯剂的孔性助剂，也叫粘结剂。可以做为脱氯剂孔性助剂的多孔性物质有拟薄水铝石、各种矿物粘土、分子筛等。CN200310101693.5公开的脱氯剂，加入5％-20％的分子筛做为孔性助剂。CN200610089032.9公开的脱氯剂，不但加入分子筛，还加入拟薄水铝石，增加脱氯剂的孔系。分子筛和拟薄水铝石都较贵，价格便宜的粘土常用来做脱氯剂的孔性助剂。

膨润土为一种矿物粘土，具有层状结构和可交换阳离子，为多孔性物质，可用做脱氯剂的孔性助剂，CN200510027186.0公开的脱氯剂含30％-60％的膨润土。但一般的膨润土，由于可交换阳离子体积较小，孔容和比表面有限。

发明内容：

本发明的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种从气体中脱除HCl的干法脱氯剂及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

从气体中脱除HCl的干法脱氯剂制备时所需基本组分及质量百分数为：

Na₂CO₃         2-5.5％

CaCO₃          11-22.5％

NaOH           1.4-2％

MgO            5-11％

CaO            19-32％

铝盐           6-9％

去离子水       21.5-27％

甲基纤维素     1.6-3％

钠基膨润土     8-12.5％

从气体中脱除HCl的干法脱氯剂制备方法，其特征在于，包括以下顺序和步骤：

a、用一半去离子水溶解NaOH，制成NaOH水溶液；

b、另一半去离子水溶解三种铝盐中的一种，制成铝盐水溶液；

c、在搅拌下将NaOH水溶液滴加到铝盐水溶液中，制成铝溶胶；

d、将钠型膨润土加到铝溶胶中，搅拌打浆，制成交联膨润土浆液；

e、依次将甲基纤维素、MgO、CaCO₃、CaO、Na₂CO₃加到交联膨润土浆液中；

f、混合碾压，挤条成型，干燥、焙烧制成干法脱氯剂。

本发明的目的还可以通过以下技术方案实现：

所述的铝盐为AlCl₃.6H₂O、Al(NO₃)₃.9H₂O或Al₂(SO₄)₃.18H₂O。

所述的干燥温度为室温-120℃，时间为3h-4d，焙烧温度为350℃-400℃，时间为4h。

有益效果：本发明脱氯剂使用交联膨润土为孔性助剂。交联膨润土是用体积较大的聚铝阳离子交换体积较小的简单阳离子，因此，交联膨润土的比表面和孔容均较非交联膨润土大，用交联膨润土做脱氯剂的孔性助剂，使脱氯剂的比表面增大，增加了脱氯剂的脱氯活性和氯容。用交联膨润土做的脱氯剂孔容为0.3mL/g-0.4mL/g、比表面为70m²/g-90m²/g、压碎强度为60N/cm-80N/cm，不但价格较拟薄水铝石和分子筛便宜，而制备工艺简单，脱氯活性高，低温穿透氯容大。

具体实施方式：

下面结合实施例作进一步的详细说明：

从气体中脱除HCl的干法脱氯剂制备时所需的基本组分及质量百分数为：

Na₂CO₃           2-5.5％

CaCO₃            11-22.5％

NaOH             1.4-2％

MgO              5-11％

CaO              19-32％

铝盐             6-9％

去离子水         21.5-27％

甲基纤维素       1.6-3％

钠基膨润土       8-12.5％

铝盐为AlCl₃.6H₂O、Al(NO₃)₃.9H₂O或Al₂(SO₄)₃.18H₂O中的任一种。

从气体中脱除HCl的干法脱氯剂制备方法，包括以下顺序和步骤：

a、用一半去离子水溶解NaOH，制成NaOH水溶液；

b、另一半去离子水溶解三种铝盐中的一种，制成铝盐水溶液；

c、在搅拌下将NaOH水溶液滴加到铝盐水溶液中，制成铝溶胶；

d、将钠型膨润土加到铝溶胶中，搅拌打浆，制成交联膨润土浆液；

e、依次将甲基纤维素、MgO、CaCO₃、CaO、Na₂CO₃加到交联膨润土浆液中；

f、混合碾压，挤条成型，干燥温度为室温-120℃，时间为3h-4d，焙烧温度为350℃-400℃，时间为4h制成干法脱氯剂。

实施例1

取NaOH 33g，加入去离子水200g，制成NaOH水溶液。取AlCl₃.6H₂O 100g，加入去离子水200g，制成铝盐水溶液。在搅拌下，将NaOH水溶液滴加到铝盐水溶液中，制成铝溶胶。将200g钠基膨润土加到铝溶胶中，搅拌打浆，制成交联膨润土浆液。依次往交联膨润土浆液中加入50g甲基纤维素、200g MgO、400gCaCO₃、350g CaO、50g Na₂CO₃，混合碾压，挤条成型。100℃干燥3h，400℃焙烧4h，制成比表面积75/m².g^-1，孔容0.32/mL.g^-1，侧压强度71/N.cm^-1，氯容15.8/％^*的从气体中脱除HCl的脱氯剂。

实施例2

取33gNaOH，加入去离子水200g，制成NaOH水溶液。取Al(NO₃)₃.9H₂O 155g，加入去离子水200g，制成铝盐水溶液。在搅拌下，将NaOH水溶液滴加到铝盐溶液中，制成铝溶胶。将200g钠基膨润土加到铝溶胶中，搅拌打浆，制成交联膨润土浆液。依次往交联膨润土浆液中加入50g甲基纤维素、200g MgO、400g CaCO₃、350g CaO、50g Na₂CO₃，混合碾压，挤条成型。120℃干燥3h，400℃焙烧4h，制成比表面积81/m².g^-1，孔容0.35/mL.g^-1，侧压强度73/N.cm^-1，氯容16.9/％^*的从气体中脱除HCl的脱氯剂。

实施例3

取33g NaOH，加入去离子水200g，制成NaOH水溶液。取Al₂(SO₄)₃.18H₂O 98g，加入去离子水200g，制成铝盐水溶液。在搅拌下，将NaOH水溶液滴加到铝盐水溶液中，制成铝溶胶。将200g钠基膨润土加到铝溶胶中，搅拌打浆，制成交联膨润土浆液。依次往交联膨润土浆液中加入50g甲基纤维素、200g MgO、400gCaCO₃、350gCaO、50g Na₂CO₃，混合碾压，挤条成型。100℃干燥3h，400℃焙烧4h，制成比表面积77/m².g^-1，孔容0.33/mL.g^-1，侧压强度70/N.cm^-1，氯容14.7/％^*的从气体中脱除HCl的脱氯剂。

实施例4

取NaOH 40g，加入去离子水250g，制成NaOH水溶液。取Al(NO₃)₃.9H₂O 180g，加入去离子水250g，制成铝盐水溶液。在搅拌下，将NaOH水溶液滴加到铝盐水溶液中，制成铝溶胶。将250g钠基膨润土加到铝溶胶中，搅拌打浆，制成交联膨润土浆液。依次往交联膨润土浆液中加入50g甲基纤维素、200g MgO、200gCaCO₃、550gCaO、50g Na₂CO₃，混合碾压，挤条成型。室温风干4d，400℃焙烧4h，制成比表面积86/m².g^-1，孔容0.40/mL.g^-1，侧压强度68/N.cm^-1，氯容20.1/％^*的从气体中脱除HCl的脱氯剂。

实施例5

取NaOH 40g，加入去离子水250g，制成NaOH水溶液。取Al(NO₃)₃.9H₂O 180g，加入去离子水250g，制成铝盐水溶液。在搅拌下，将NaOH水溶液滴加到铝盐水溶液中，制成铝溶胶。将250g钠基膨润土加到铝溶胶中，搅拌打浆，制成交联膨润土浆液。依次往交联膨润土浆液中加入50g甲基纤维素、100g MgO、200gCaCO₃、600g CaO、100g Na₂CO₃，混合碾压，挤条成型。室温风干2d，100℃干燥2h，400℃焙烧4h，制成比表面积84/m².g^-1，孔容0.37/mL.g^-1，侧压强度76/N.cm^-1，氯容19.1/％^*的从气体中脱除HCl的脱氯剂。

实施例6

取NaOH 24g，加入去离子水250g，制成NaOH水溶液。取Al(NO₃)₃.9H₂O 150g，加入去离子水250g，制成铝盐水溶液。在搅拌下，将NaOH水溶液滴加到铝盐水溶液中，制成铝溶胶。将150g钠基膨润土加到铝溶胶中，搅拌打浆，制成交联膨土浆液。依次往交联膨润土浆液中加入30g甲基纤维素、100gMgO、200gCaCO₃、600gCaO、100gNa₂CO₃，混合碾压，挤条成型。室温风干4d，350℃焙烧4h，制成比表面积71/m².g^-1，孔容0.30/mL.g^-1，侧压强度64/N.cm^-1，氯容12.3/％^*的从气体中脱除HCl的脱氯剂。

注：*-穿透氯容测定实验条件：温度35℃，压力0.3MP_a，气体体积空速500h^-1，入口氯浓度100PPm(质量)，出口穿透氯浓度0.1PPm(质量)。

Claims (5)

1.一种从气体中脱除HCl的干法脱氯剂，其特征在于，基本组分及质量百分数为：

Na₂CO₃                2-5.5％

CaCO₃                 11-22.5％

NaOH                  1.4-2％

MgO                   5-11％

CaO                   19-32％

铝盐                  6-9％

去离子水              21.5-27％

甲基纤维素            1.6-3％

钠基膨润土            8-12.5％

2.按照权利要求1所述的从气体中脱除HCl的干法脱氯剂，其特征在于，所述的铝盐为AlCl₃·6H₂O、Al(NO₃)₃·9H₂O或Al₂(SO₄)₃·18H₂O中的任一种。

3.按照权利要求1所述的从气体中脱除HCl的干法脱氯剂制备方法，其特征在于，包括以下顺序和步骤：

a、用一半去离子水溶解NaOH，制成NaOH水溶液；

b、另一半去离子水溶解三种铝盐中的一种，制成铝盐水溶液；

c、在搅拌下将NaOH水溶液滴加到铝盐水溶液中，制成铝溶胶；

d、将钠型膨润土加到铝溶胶中，搅拌打浆，制成交联膨润土浆液；

e、依次将甲基纤维素、MgO、CaCO₃、CaO、Na₂CO₃加到交联膨润土浆液中；

f、混合碾压，挤条成型，干燥、焙烧制成干法脱氯剂。

4.按照权利要求3所述的从气体中脱除HCl的干法脱氯剂制备方法，其特征在于，步骤f所述的干燥温度为室温-120℃，时间为3h-4d，

5.按照权利要求3所述的从气体中脱除HCl的干法脱氯剂制备方法，其特征在于，步骤f所述的焙烧温度为350℃-400℃，时间为4h。