CN101982232B - 一种脱氨/胺剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种脱氨/胺剂及其制备方法，所述脱氨/胺剂由硅铝酸盐与粘合剂以90:10～70:30的干基重量比混合成型，并与铵盐水溶液进行离子交换后而得，所述脱氨/胺剂由以下重量百分比的各原料组成：SiO210～90%，Al2O35～0%，MxO0.5～10%。本发明的有益效果是：本发明的脱氨/胺剂，其氨容量得到大幅度提高，可达10%以上，并且净化度低于0.3ppm，吸附剂的强度极高，使用过程中不存在粉化现象，另外就是吸附剂可以反复再生长期使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种脱氨/胺剂及其制备方法，属于工业废水或废气处理技术领域。
背景技术
在化工生产过程中经常产生一些含有氨(或胺)的气体或液体，例如在炼油厂的加氢裂化装置副产的氢气中含有大约1-10ppm的NH3，这部分氢气如果放掉不但浪费资源，而且造成对环境的污染，但由于其中所含有的NH3对下游催化剂，例如催化重整催化剂造成毒害而不能直接使用，必须将NH3含量降低到0.5ppm以下才可用于生产过程，而用常规的方法很难达到这一要求；再如芳烃是重要的化工原料，工业用芳烃主要来自钢铁工业的煤焦油副产品、炼油工业的催化重整和石油化工的副产品裂解加氢汽油。从富含芳烃的原料中获得纯芳烃的主要方法有液液抽提法和抽提蒸馏法。其中抽提蒸馏法是近年来发展最为迅速的方法，适应于富含芳烃以及低含量芳烃的所有原料。在抽提蒸馏法中N-甲酰吗啉(NFM)是应用最为广泛的溶剂。NFM抽提蒸馏工艺具有产品纯度高、收率高、溶剂消耗少、能耗低等许多显著特点。但随着石油化学工业的发展，尤其是芳烃深加工所用催化剂的更新换代，对芳烃的纯度提出了越来越高的要求。目前抽提蒸馏后的芳烃中含有大约1～10ppm的N-甲酰吗啉，这部分NFM易对芳烃加工催化剂造成毒害，例如烷基化催化剂等，影响了下游催化剂的性能和使用寿命。
到目前为止，通过常规的分离方法还没法将NFM降至1ppm以下的水平，而大部分催化剂对甲酰吗啉的忍耐限度为0.5ppm以下。通常有机胺都是通过催化加氢法生成无机氨而脱除，这种方法显然不适用于芳烃原料的净化，因为容易将芳烃同时加氢饱和。吸附剂是一类用途极为广泛的功能材料，广泛应用于各种气液体的净化过程，但目前用于氨吸附的专利很少。中国发明专利CN1393282A公开了一种氨吸附剂，它是由90-50％的活性氧化铝和10-50％的柠檬酸所组成，用于催化裂化干气中微量氨脱除时，氨的净化度可以达到0.5ppm以下，氨容量在5％左右。该吸附剂存在的问题是氨容量较低，并且由于吸附组分容易流失，不利于长期反复使用。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种脱氨/胺剂及其制备方法，以达到氨容量大幅度提高，使用过程中无粉化现象，可以反复再生长期使用的目的。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种脱氨/胺剂及其制备方法，所述脱氨/胺剂由硅铝酸盐与粘合剂以90∶10～70∶30的重量比混合，并通过置入铵盐水溶液中进行离子交换而成，其由以下重量百分比的各原料组成：SiO2 10～90％，Al2O3 5～0％，MxO 0.5～10％，其中，M代表Na、K、Mg、Ca、Ba或Sr，X＝1～2；
所述脱氨/胺剂的制备方法包括以下步骤：1)按90∶10～70∶30的干基重量比称取硅铝酸盐和粘合剂混合成型，于50℃～150℃，干燥2～20小时；再于350℃～650℃，焙烧1～10小时；2)再将得到的吸附剂置入铵盐水溶液中，于温度20℃～100℃，离子交换2～30小时，形成脱氨/胺剂，即得成品；
或：1)按90∶10～70∶30的干基重量比称取硅铝酸盐和粘合剂，先将硅铝酸盐置入铵盐水溶液中，于温度20℃～100℃，离子交换2～30小时，再于120℃，干燥6小时；2)再将离子交换后的硅铝酸盐与粘合剂混合成型，于50℃～150℃，干燥2～20小时；再于350℃～650℃，焙烧1～10小时，形成脱氨/胺剂，即得成品。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述硅铝酸盐为天然硅铝酸盐和/或人工合成的硅铝酸盐。
进一步，所述天然硅铝酸盐和人工合成的硅铝酸盐均为Na型或H型的硅铝酸盐。
进一步，所述天然硅铝酸盐为辉沸石和/或斜发沸石。
进一步，所述人工合成沸石为Y型、β型或丝光沸石中的一种或任意几种的混合物。
进一步，所述人工合成沸石为牌号为ZSM-5、ZSM-11、ZSM-12或ZSM-22中的一种或任意几种的混合物。
进一步，所述粘合剂为硅溶胶、硅酸钠、铝溶胶、氢氧化铝或粘土。
进一步，所述硅酸钠包括固体硅酸钠和硅酸钠溶液，所述粘土包括硅藻土、高岭土、蒙脱土、膨润土等。
进一步，所述任一制备方法中，所述铵盐水溶液的浓度为0.1～1.0mol/L。
进一步，所述铵盐水溶液为硝酸铵、硫酸铵、氯化铵或醋酸铵水溶液。
进一步，所述制得的脱氨/胺剂为球形、条状或片状。
本发明的有益效果是：本发明的脱氨/胺剂，其氨容量得到大幅度提高，可达10％以上，并且净化度低于0.3ppm，吸附剂的强度极高，使用过程中不存在粉化现象，另外就是吸附剂可以反复再生长期使用。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
称取NaZSM-5分子筛原粉100g，放入1000mL浓度为0.2mol/L的NH4NO3溶液中在60℃交换10小时，取出过滤、水洗，在120℃的烘箱中干燥6小时；然后与70g硅溶胶(含SiO2 20％)捏合挤条成型，在烘箱中110℃干燥15小时，在马弗炉中空气氛下于500℃焙烧10小时即制得一种脱氨/胺剂A。
实施例2
称取粉状辉沸石100g，放入500mL浓度为1.0mol/L的NH4Cl溶液中在30℃交换25小时，取出过滤、水洗，在100℃的烘箱中干燥16小时；然后与150g硅酸钠水溶液(含SiO2 28％)捏合挤条成型，在烘箱中110℃干燥20小时，在马弗炉中空气氛下于600℃焙烧5小时即制得一种脱氨/胺剂B。
实施例3
称取NaY分子筛原粉100g，放入1000mL浓度为0.5mol/L的NH4NO3溶液中在70℃交换10小时，取出过滤、水洗，在80℃的烘箱中干燥16小时；然后与42g粘土混合挤条成型，在烘箱中140℃干燥5小时，在马弗炉中空气氛下于500℃焙烧10小时即制得一种脱氨/胺剂C。
使用与实施例3相同的原料制备脱氨/胺剂，其他参数不同的实施例4-7如下表1所示。
表1
实施例8
称取NaY分子筛原粉100g，然后与12g硅藻土混合挤条成型，在烘箱中110℃干燥15小时，在马弗炉中空气氛下于500℃焙烧10小时，然后放入1500mL浓度为0.1mol/L的NH4NO3溶液中在60℃交换20小时，取出过滤、水洗，在70℃的烘箱中干燥19小时，再在马弗炉中空气氛下于500℃焙烧10小时，即制得一种脱氨/胺剂D。
使用与实施例8相同的硅铝酸盐和粘合剂制备脱氨/胺剂，其他参数不同的实施例9-14如下表2所示。
表2
将以上实施例1至14制得的样品分别在常压下用NH3/H2和N-甲酰吗啉/苯作为原料评价其吸附活性，吸附温度30℃，气体空速3000h-1，液体空速4h-1，当出口尾气(尾液)中氨/胺含量大于0.3ppm时，即认为床层已经穿透。吸附后的尾气或尾液中的氨/胺含量用微量氨分析仪测定，吸附饱和以后的废吸附剂中的氨/胺含量用定氮仪测定。结果如表1所示。
表3实施例1-14制得的胺吸附的测试结果
| 脱氨/胺剂 | NH3吸附量/％ | N-甲酰吗啉吸附量/％ |
| 实施例1(A) | 11.2 | 13.3 |
| 实施例2(B) | 10.1 | 12.1 |
| 实施例3(C) | 10.6 | 11.6 |
| 实施例4 | 10.2 | 11.2 |
| 实施例5 | 10.5 | 10.8 |
| 实施例6 | 10.1 | 10.6 |
| 实施例7 | 10.7 | 11.3 |
| 实施例8(D) | 10.5 | 11.4 |
| 实施例9 | 10.2 | 10.6 |
| 实施例10 | 10.6 | 10.9 |
| 实施例11 | 10.1 | 11.3 |
| 实施例12 | 10.3 | 11.8 |
| 实施例13 | 10.2 | 10.9 |
| 实施例14 | 10.6 | 11.1 |
从表3可以看出，其氨/胺吸附量增加，均达到10％以上。
本发明所述的脱氨/胺剂主要用于惰性气体中和非极性有机溶剂中小分子无机氨和有机胺的吸附脱除。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种脱氨/胺剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）按90:10～70:30的干基重量比称取硅铝酸盐和粘合剂混合成型，于50℃～150℃，干燥2～20小时；再于350℃～650℃，焙烧1～10小时；2）再将得到的吸附剂置入铵盐水溶液中，于温度20℃～100℃，离子交换2～30小时，形成脱氨/胺剂，即得成品；或：
1）按90:10～70:30的干基重量比称取硅铝酸盐和粘合剂，先将硅铝酸盐置入铵盐水溶液中，于温度20℃～100℃，离子交换2～30小时，再于120℃，干燥6小时；2）再将离子交换后的硅铝酸盐与粘合剂混合成型，于50℃～150℃，干燥2～20小时；再于350℃～650℃，焙烧1～10小时，形成脱氨/胺剂，即得成品；
所述脱氨/胺剂由硅铝酸盐与粘合剂以90:10～70:30的干基重量比混合而成，其由以下重量百分比的各原料组成：SiO210～90%，Al2O35～10%，MxO0.5～10%，其中，M代表Na、K、Mg、Ca、Ba或Sr；X=1～2。
2.根据权利要求1所述的脱氨/胺剂的制备方法，其特征在于，所述硅铝酸盐为天然硅铝酸盐和/或人工合成的硅铝酸盐。
3.根据权利要求2所述的脱氨/胺剂的制备方法，其特征在于，所述天然硅铝酸盐和人工合成的硅铝酸盐均为Na或H型的硅铝酸盐。
4.根据权利要求2或3所述的脱氨/胺剂的制备方法，其特征在于，所述天然硅铝酸盐为辉沸石和/或斜发沸石。
5.根据权利要求2或3所述的脱氨/胺剂的制备方法，其特征在于，所述人工合成的硅铝酸盐为人工合成沸石，所述的人工合成沸石为Y型、β型或丝光沸石中的一种或任意几种的混合物。
6.根据权利要求2或3所述的脱氨/胺剂的制备方法，其特征在于，所述人工合成的硅铝酸盐为人工合成沸石，所述的人工合成沸石为ZSM-5、ZSM-11、ZSM-12或ZSM-22中的一种或任意几种的混合物。
7.根据权利要求1至3任一所述的脱氨/胺剂的制备方法，其特征在于，所述粘合剂为硅溶胶、硅酸钠、铝溶胶、氢氧化铝或粘土。
8.根据权利要求1所述的脱氨/胺剂的制备方法，其特征在于，所述铵盐水溶液的浓度为0.1～1.0mol/L。
9.根据权利要求1所述的脱氨/胺剂的制备方法，其特征在于，所述铵盐水溶液为硝酸铵、硫酸铵、氯化铵或醋酸铵水溶液。
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