CN102806065A

CN102806065A - 用于吸附烯烃尾气中砷化氢和磷化氢的净化剂及其制备方法

Info

Publication number: CN102806065A
Application number: CN2011101489168A
Authority: CN
Inventors: 陈松; 宋阳; 张颖
Original assignee: Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2011-06-03
Filing date: 2011-06-03
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2031-06-03
Also published as: CN102806065B

Abstract

本发明涉及一种吸附烯烃尾气中砷化氢、磷化氢的常温净化剂，用于大气污染净化领域。所述净化剂包含以质量百分比计，0.5～5％的高锰酸钾，1～10％的可溶性铜盐、1～10％的可溶性锌盐、75～97.5％的活性炭；其中活性炭为载体，高锰酸钾、可溶性铜盐、可溶性锌盐为活性组分。该净化剂的制备方法包括下述工艺步骤：(1)配制高锰酸钾、可溶性铜盐和可溶性锌盐的混合水溶液；(2)采用浸渍的方法将高锰酸钾、可溶性铜盐、可溶性锌盐负载于活性炭载体上，得到负载活性金属载体；(3)将所负载活性金属载体在干燥介质中干燥得到成品净化剂。本发明的净化剂具有成分简单、价格低廉、使用成本低的特点，净化后砷化氢、磷化氢含量小于10ppb(体积分数)。

Description

用于吸附烯烃尾气中砷化氢和磷化氢的净化剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及大气污染净化领域，具体涉及一种通过化学吸附除去生产或实验过程中的烯烃尾气中的砷化氢和磷化氢气体的净化剂。

背景技术

我国进口产地为俄罗斯和中亚的原油中含砷化物较高并且发现含有磷化物。我国大庆和新疆两地原油中砷化物和磷化物含量也普遍较高。随着原油开采的不断加深，油品中杂质含量特别是砷化物、磷化物呈逐年上升的趋势。另一方面国内炼油厂原油的变化、深加工技术的改进和加工能力的不断提高，导致砷、磷存在于不同炼油产品中。高砷、磷油品二次加工所得的产品，如丙烯、乙烯等原料气的聚合过程、深加工过程和实验室分析过程中原料尾气的砷化物、磷化物对周围人员安全产生威胁。

砷化氢和磷化氢是剧毒物质，吸入250ppm的砷化氢、磷化氢便会迅速死亡，而暴露在30ppm的砷化氢、磷化氢中30分钟亦可致命。长期暴露在10ppm的砷化氢、磷化氢也可致命。暴露于0.5ppm的砷化氢、磷化氢后会出现中毒症状。国家环保标准，环境中的砷化氢、磷化氢最高允许浓度为5×10^-8。在半导体工业生产、乙炔生产、黄磷生产、饲料发酵等方面的尾气中含有砷化氢、磷化氢，处理这些尾气的方法有很多，其中中国专利CN101045195A公开了一种液相催化氧化净化含磷化氢尾气的方法，中国专利CN1565706A公开了一种用以化学吸附氢化物气体的洁净剂及净化有害气体的方法。

相对于湿式法的处理方法而言，干式法处理含有砷化氢和磷化氢尾气的方法在操作方式、处理效率、制程安全及清洁性各方面更具优势。但这些方法主要针对以空气、惰性气体、一氧化碳尾气中的砷化氢和磷化氢，针对烯烃尾气中砷化氢、磷化氢的处理方式还未见报道。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的上述问题而提供的一种用于常温干式催化氧化净化烯烃尾气中砷化氢、磷化氢气体的净化剂，其成分简单、价格低廉、使用成本低。

本发明的产品采用的技术方案是：

吸收烯烃尾气中砷化氢、磷化氢气体的净化剂，该净化剂含有0.5～5％的高锰酸钾、1～10％的可溶性铜盐、1～10％的可溶性锌盐，75～97.5％的活性炭，其中活性炭为载体，高锰酸钾、可溶性的铜盐、可溶性锌盐为活性组分。

优选含量范围：以质量百分比计含有2～3％的高锰酸钾，4～8％的可溶性铜盐、4～6％的可溶性锌盐，83～90％活性炭。

所述的可溶性的铜盐、可溶性锌盐均可选自硫酸盐、硝酸盐中的任意一种或多种。

所述的可溶性的铜盐、可溶性锌盐不限于硫酸盐、硝酸盐，任意一种能够与高锰酸钾形成混合溶液，并能负载于载体上的可溶性的铜盐和可溶性锌盐均可用于该发明。

本发明所述的制备方法包括如下步骤：

一种用于吸附烯烃尾气中砷化氢、磷化氢气体净化剂的制备方法，具体包括下述工艺步骤：

(1)配制高锰酸钾、可溶性铜盐和可溶性锌盐的混合水溶液；其中水溶液中含有以质量百分比计0.5～5％的高锰酸钾、1～10％的可溶性铜盐、1～10％的可溶性锌盐、余量为水；

(2)将上述含有高锰酸钾、可溶性铜盐和可溶性锌盐的水溶液负载于活性炭载体上，得到负载活性金属载体。

(3)将所负载活性金属载体，在惰性气体气氛中，干燥温度120～180℃条件下，干燥6～20h得到成品净化剂。

步骤(2)中，采用浸渍的方法将含有高锰酸钾、可溶性铜盐和可溶性锌盐的水溶液负载于载体上。

所述的浸渍是在80～120℃搅拌8～16h条件下进行的。

所述的惰性气体为氮气。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种用于吸附烯烃尾气中砷化氢、磷化氢的常温净化剂，其成分简单，容易获取，使用成本低。净化剂装入净化管内可广泛适用于工厂和实验室用烯烃尾气中含有ppm～ppb级砷化氢、磷化氢气体的净化，净化后砷化氢、磷化氢含量小于10ppb(体积分数)。

附图说明

图1是成品净化剂装入净化管示意图；

图2是含有923ppb(体积分数)砷化氢、488ppb(体积分数)磷化氢的乙烯原料气和含有1.61ppm(体积分数)砷化氢、732ppb(体积分数)磷化氢的丙烯原料气经净化剂吸收前后气质监测系统对比图。

具体实施方式

实施例1

称取4g高锰酸钾、20g硫酸铜、20g硫酸锌、356水配制成混合溶液，然后将100g活性炭颗粒浸入配制好的混合溶液中，于80℃下搅拌6小时。在氮气保护条件下180℃烘干4小时，得到成品净化剂。活性组分：高锰酸钾质量百分比为2.4％，硫酸铜质量百分比为4.9％，硫酸锌质量百分比为5.0％；载体活性炭质量百分比为87.7％。图1为将净化剂(2)装入内径为25mm，长200mm的管中，管两端(1)、(3)为密闭螺纹连接。含有923ppb(体积分数)砷化氢、788ppb(体积分数)磷化氢的裂解乙烯气以100mL/min通入装有净化剂的净化管。持续净化10小时后气质联用监测谱图2，说明砷化氢和磷化氢被净化吸收小于10ppb(体积分数)。

实施例2

称取2g高锰酸钾、28g硫酸铜、24g硫酸锌、346水配制成混合溶液，然后将100g活性炭颗粒浸入配制好的混合溶液中，于90℃下搅拌6小时。在氮气保护条件下180℃烘干4小时，得到成品净化剂。活性组分：高锰酸钾质量百分比为2.0％，硫酸铜质量百分比为5.7％，硫酸锌质量百分比为5.2％；载体活性炭质量百分比为87.1％。图1为将净化剂(2)装入内径为25mm，长200mm的管中，管两端(1)、(3)为密闭螺纹连接。含有923ppb(体积分数)砷化氢、788ppb(体积分数)磷化氢的裂解乙烯气以100mL/min通入装有净化剂的净化管。持续净化10小时后气质联用监测谱图2，说明砷化氢和磷化氢被净化吸收小于10ppb(体积分数)。

实施例3

称取4g高锰酸钾、6g硝酸铜、8g硝酸锌、182g水配制成混合溶液)。然后将100g活性炭颗粒浸入配制好的混合溶液中，于80℃下搅拌6小时。在氮气保护条件下180℃烘干4小时，得到成品净化剂。活性组分；高锰酸钾质量百分比为2.9％，硝酸铜质量百分比为4.3％，硝酸锌质量百分比为4.8％；载体活性炭质量百分比为88％。图1为将净化剂(2)装入内径为25mm，长200mm的管中，管两端(1)、(3)为密闭螺纹连接。含有1.61ppm(体积分数)砷化氢、632ppb(体积分数)磷化氢的炼厂丙烯气以120mL/min通入装有净化剂的净化管。持续净化10小时后气质联用监测谱图2，说明砷化氢和磷化氢被净化吸收小于10ppb(体积分数)。

实施例4

称取4g高锰酸钾、40g硝酸铜、20g硝酸锌、336水配制成混合溶液，然后将100g活性炭颗粒浸入配制好的混合溶液中，于90℃下搅拌6小时。在氮气保护条件下180℃烘干4小时，得到成品净化剂。活性组分：高锰酸钾质量百分比为2.4％，硝酸铜质量百分比为7.5％，硝酸锌质量百分比为4％；载体活性炭质量百分比为86.1％。图1为将净化剂(2)装入内径为25mm，长200mm的管中，管两端(1)、(3)为密闭螺纹连接。含有1.61ppm(体积分数)砷化氢、632ppb(体积分数)磷化氢的炼厂丙烯气以120mL/min通入装有净化剂的净化管。持续净化10小时后气质联用监测谱图2，说明砷化氢和磷化氢被净化吸收小于10ppb(体积分数)。

Claims

1.一种吸附烯烃尾气中砷化氢、磷化氢气体的净化剂，包含以质量百分比计，0.5～5％的高锰酸钾、1～10％的可溶性铜盐、1～10％的可溶性锌盐，75～97.5％的活性炭，活性炭为载体，高锰酸钾、可溶性的铜盐、可溶性锌盐为活性组分。

2.根据权利要求1所述的净化剂，其特征在于以质量百分比计，高锰酸钾为2～3％。

3.根据权利要求1所述的净化剂，其特征在于以质量百分比计，可溶性的铜盐为4～8％。

4.根据权利要求1所述的净化剂，其特征在于以质量百分比计，可溶性的锌盐为4～6％。

5.根据权利要求1所述的净化剂，其特征在于以质量百分比计，活性炭为83～90％。

6.根据权利要求1所述的净化剂，其特征在于可溶性的铜盐、可溶性锌盐均可选自硫酸盐、硝酸盐中的任意一种或多种。

7.根据权利要求所述的净化剂，其特征在于可溶性的铜盐、可溶性锌盐不限于硫酸盐、硝酸盐，任意一种能够与高锰酸钾形成混合溶液，并能负载于载体上的可溶性的铜盐和可溶性锌盐均可用于该发明。

8.一种权利要求1～7所述的任一用于吸附烯烃尾气中砷化氢、磷化氢气体净化剂的制备方法，具体包括下述工艺步骤：

(1)配制高锰酸钾、可溶性铜盐和可溶性锌盐的混合水溶液；其中水溶液中含有以质量百分比计0.5～5％的高锰酸钾、1～10％的可溶性铜盐、1～10％的可溶性锌盐，余量为水；

(2)将含有高锰酸钾、可溶性铜盐和可溶性锌盐的水溶液负载于载体上，得到负载活性金属载体。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于步骤(2)采用浸渍的方法负载，浸渍是在80～120℃、搅拌8～16h条件下进行的。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于惰性气体可选择氮气。