CN107413293A - 一种脱硫剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种脱硫剂及其制备方法与应用。该脱硫剂采用X金属离子和Y金属离子双金属改性分子筛的改性方式,一则利用X金属离子使分子筛上产生大量的Lewis酸性位,这些Lewis酸性位可作为吸附硫化物的活性位,有效去除硫醇、硫醚和二硫化物;二则利用Y金属离子与噻吩环上的S作用,牢牢锁住噻吩,有效去除烃类中的噻吩;再采用特定配比的氧化铝和离子交换改性分子筛,利用氧化铝去调控离子交换改性分子筛,使X金属离子和Y金属离子发挥协同作用,相互促进各种硫化物的脱除效果,有效去除了各种硫化物。
Description
技术领域
本发明属于脱硫净化技术领域,具体涉及一种脱硫剂及其制备方法,特别涉及一种用于炼厂C4烃类中硫化物的脱硫剂及其制备方法与应用。
背景技术
随着市场对以C4烃类为原料的精细化工产品需求的扩大,C4烃类原料成为一种重要的有机化工原料。C4烃类原料中重要来源之一便是炼厂C4烃类,而炼厂C4烃类主要来源于催化裂化装置,其是由催化裂化生成的液化气经湿式脱硫法净化后,再经分馏塔分馏得到。其主要组分是异丁烷、正丁烷、2-丁烯及异丁烯,还含有少量的丁二烯,此外,还含有硫化物等杂质,故C4烃类需经净化,但净化后的C4烃类仍含有一定量的硫化物,其含量分布较为广泛,少则100-200ppm,高则2000-3000ppm。该硫化物主要是羰基硫,还伴随部分低分子硫醇、硫醚、二硫化物及少量的噻吩等,其存在不仅会导致下游产品生产中的催化剂中毒,影响产品质量,还会严重腐蚀生产设备,因此,需要对C4烃类进行精脱硫。
目前,现有技术一般采用水解-吸附串联精脱硫工艺来对C4烃类进行精脱硫,其首先将羰基硫水解成H2S,再采用精脱硫吸附剂脱除H2S,也即该技术采用的精脱硫吸附剂一般只能有效脱除H2S,不能脱除硫醇等硫化物。为了能脱除硫醇等硫化物,现有技术对脱硫剂加以改进,提供了一种新的脱硫剂,如中国专利文献CN103120929A公开了一种固体脱硫吸附剂及其制备方法和用途,该技术采用的固体脱硫吸附剂包括20-80份选自氧化铝或氧化硅中的至少一种粘结剂、20-80份离子交换改性的分子筛。
上述技术采用了包括粘结剂和离子交换改性的分子筛的固体脱硫吸附剂,该吸附剂能有效脱除甲硫醇,一定程度上解决了现有技术不能有效脱除硫醇等硫化物的缺陷。但是,上述技术不能有效脱除较难脱除的硫醚和噻吩,仍难以实现精脱硫效果。
发明内容
为此,本发明所要解决的现有脱硫剂难以脱除各种硫化物,特别是硫醚、二硫化物和噻吩的缺陷,进而提供一种能有效脱除各种硫化物,特别是硫醚、二硫化物和噻吩,同时穿透硫容高、易再生的脱硫剂及其制备方法与应用。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案如下:
本发明所提供的脱硫剂,包括如下重量份数的组分:
氧化铝 10-15份;
离子交换改性分子筛 85-90份;
其中,所述离子交换改性分子筛中的金属离子包括:
1)X金属离子:所述X金属离子为Ag+、Ni2+、K+、Zn2+中的至少一种;
2)Y金属离子:所述Y金属离子为Ce3+。
进一步地,所述X金属离子与所述Y金属离子的摩尔比为(0.5-2):(0.5-1)。
进一步地,所述X金属离子与所述Y金属离子的摩尔比为1:(0.7-0.8)。
进一步地,所述离子交换改性分子筛中的金属离子的负载量为2-10wt%。
进一步地,所述脱硫剂为直径1-5mm的球形颗粒;
所述脱硫剂的比表面积为300-400m2/g,孔容为0.3-0.4mL/g。
进一步地,所述氧化铝为γ-氧化铝;
所述离子交换改性分子筛中分子筛为5A、13X、ZSM-22、ZSM-23和ZSM-5分子筛中的至少一种。
另外,本发明还提供了上述的脱硫剂的制备方法,包括如下步骤:
1)将所述分子筛浸渍于含所述X金属离子和所述Y金属离子的可溶性金属盐的水溶液中进行离子交换,所述离子交换结束后,取出干燥,制得离子交换改性分子筛;
2)将所述离子交换改性分子筛、氢氧化铝和胶溶剂混合成型,制得成型物;
3)对所述成型物进行焙烧,得到所述脱硫剂。
进一步地,步骤1)中,所述分子筛与可溶性金属盐的水溶液的固液比为1:(10-25);
所述离子交换的温度为40-80℃,时间为6-12h;
所述干燥的温度为90-110℃,时间为7-9h。
进一步地,步骤1)中,所述可溶性金属盐为硝酸盐、氯化物和醋酸盐中的至少一种;
所述可溶性金属盐的水溶液中金属离子的摩尔浓度为0.1-0.3mol/L。
进一步地,步骤2)中,所述氢氧化铝和所述胶溶剂的质量比为1:(3-5);
所述胶溶剂为硝酸、硅溶胶、铝溶胶和聚乙烯醇中的至少一种;
步骤3)中,所述焙烧的温度为400-550℃,时间为2-6h,升温速率≤1℃/min。
进一步地,在所述步骤1)之前,还包括将所述分子筛于400-500℃空气气氛下焙烧3-5h的步骤;
在所述步骤1)中,在所述干燥之前,还包括对离子交换后的分子筛进行洗涤的步骤;
在所述步骤3)中,在所述焙烧之前,还包括将所述成型物于90-110℃下干燥7-9h的步骤。
此外,本发明还提供了上述脱硫剂在脱除C4烃类中硫化物中的应用,所述脱除过程中操作空速为≤2h-1,操作温度为25-40℃。
需要说明的是,本发明中所述固液比是指固体的质量与液体的体积之比,也即是所述分子筛的质量与所述可溶性金属盐的水溶液的体积之比。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
(1)本发明实施例所提供的脱硫剂,采用X金属离子和Y金属离子双金属改性分子筛的改性方式,一则利用X金属离子使分子筛上产生大量的Lewis酸性位,这些Lewis酸性位可作为吸附硫化物的活性位,有效去除硫醇、硫醚和二硫化物;二则利用Y金属离子与噻吩环上的S作用,牢牢锁住噻吩,有效去除烃类中的噻吩;再采用特定配比的氧化铝和离子交换改性分子筛,利用氧化铝去调控离子交换改性分子筛,使X金属离子和Y金属离子发挥协同作用,相互促进各种硫化物的脱除效果,最终脱硫精度可低至1μg/g以下,其中H2S的脱除率达到100%、硫醇的脱除率达到100%、硫醚的脱除率达到100%、二硫化物的脱除率达到99.9%、噻吩的脱除率达到99.9%。
(2)本发明实施例所提供的脱硫剂,通过限定X金属离子与Y金属离子的摩尔比、离子交换改性分子筛中的金属离子的负载量,可进一步提高X金属离子与Y金属离子的协同效果,进而提高脱硫剂对各种硫化物的脱除效果;采用γ-氧化铝可进一步地调控离子交换改性分子筛,使X金属离子和Y金属离子发挥协同作用。
(3)本发明实施例所提供的脱硫剂,穿透硫容可高达10mg/g以上,吸附饱和的脱硫剂在空气气氛下焙烧即可再生,再生容易,且再生后的脱硫剂的脱硫效果与新鲜脱硫剂无差别,可多次再生,成本低,再生二次后,其穿透吸附容量仍可达到新鲜脱硫剂的92%以上,特别适合脱除炼厂C4烃类中硫化物。
(4)本发明实施例所提供的脱硫剂的制备方法,具有上述有益效果的同时,采用氢氧化铝干胶与离子交换改性分子筛混合成型,再经焙烧,一则提高粘结效果,利于成型,提高了脱硫剂强度;二则氢氧化铝干胶经焙烧会分解,产生大量的孔,增大了脱硫剂比表面积和孔容,优化了X金属离子和Y金属离子的配合效果,提高了脱硫效果。
具体实施方式
为了更好地说明本发明的目的、技术方案和优点,下面将结合具体实施例对本发明做进一步描述。本发明可以以许多不同的形式实施,而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反,提供这些实施例,使得本公开将是彻底和完整的,并且将把本发明的构思充分传达给本领域技术人员,本发明将仅由权利要求来限定。
实施例1
本实施例提供了一种脱硫剂,该脱硫剂由12g的γ-氧化铝和88g的离子交换改性分子筛组成;其中,所述离子交换改性分子筛中的金属离子由摩尔比为1:0.75的Ag+和Ce3+组成;所述离子交换改性分子筛中的金属离子的负载量为7.5wt%;
所述脱硫剂为直径3mm的球形颗粒;
所述脱硫剂的比表面积为350m2/g,孔容为0.35mL/g;
上述脱硫剂的制备方法,包括如下步骤:
1)预处理ZSM-5分子筛:称取ZSM-5分子筛,并将其置于450℃空气气氛下焙烧4h,升温速率控制在1℃/min;
2)配制可溶性金属盐的水溶液:称取硝酸银和氯化铈,并将两者溶于去离子水中,配制成Ag+-Ce3+离子交换液,其中,Ag+-Ce3+离子交换液中金属离子的摩尔浓度为0.15mol/L;
3)分子筛的离子交换:将步骤1)中预处理后ZSM-5分子筛置于步骤2)中的离子交换液中,保证预处理后ZSM-5分子筛与离子交换液的固液比为1:20,并于40℃下搅拌交换12h;再离心洗涤数次,直到洗涤液中无离子检出;最后于100℃干燥8h,制得离子交换改性分子筛;
4)将上述离子交换改性分子筛与氢氧化铝干胶混合均匀,加入胶溶剂-聚乙烯醇,并保证氢氧化铝和胶溶剂的质量比为1:5,挤条成型,得到球形颗粒;
5)将上述球形颗粒先于100℃下干燥8h,再于400℃的空气气氛下焙烧6h,得脱硫剂。
实施例2
本实施例提供了一种脱硫剂,该脱硫剂由10g的γ-氧化铝和90g的离子交换改性分子筛组成;其中,所述离子交换改性分子筛中的金属离子由摩尔比为1:0.7的Ni2+和Ce3+组成;所述离子交换改性分子筛中的金属离子的负载量为6wt%;
所述脱硫剂为直径1mm的球形颗粒;
所述脱硫剂的比表面积为400m2/g,孔容为0.3mL/g;
上述脱硫剂的制备方法,包括如下步骤:
1)预处理ZSM-23分子筛:称取ZSM-23分子筛,并将其置于400℃空气气氛下焙烧5h,升温速率控制在0.8℃/min;
2)配制可溶性金属盐的水溶液:称取硝酸镍和醋酸铈,并将两者溶于去离子水中,配制成Ni2+-Ce3+离子交换液,其中,Ni2+-Ce3+离子交换液中金属离子的摩尔浓度为0.1mol/L;
3)分子筛的离子交换:将步骤1)中预处理后ZSM-23分子筛置于步骤2)中的离子交换液中,保证预处理后ZSM-23分子筛与离子交换液的固液比为1:10,并于60℃下搅拌交换10h;再离心洗涤数次,直到洗涤液中无离子检出;最后于110℃干燥7h,制得离子交换改性分子筛;
4)将上述离子交换改性分子筛与氢氧化铝干胶混合均匀,加入胶溶剂-铝溶胶,并保证氢氧化铝和胶溶剂的质量比为1:3,挤条成型,得到球形颗粒;
5)将上述球形颗粒先于90℃下干燥9h,再于450℃的空气气氛下焙烧4h,得脱硫剂。
实施例3
本实施例提供了一种脱硫剂,该脱硫剂由15g的γ-氧化铝和85g的离子交换改性分子筛组成;其中,所述离子交换改性分子筛中的金属离子由摩尔比为1:0.8的K+和Ce3+组成;所述离子交换改性分子筛中的金属离子的负载量为8wt%;
所述脱硫剂为直径5mm的球形颗粒;
所述脱硫剂的比表面积为300m2/g,孔容为0.4mL/g;
上述脱硫剂的制备方法,包括如下步骤:
1)预处理13X分子筛:称取13X分子筛,并将其置于500℃空气气氛下焙烧3h,升温速率控制在0.9℃/min;
2)配制可溶性金属盐的水溶液:称取氯化钾和硝酸铈,并将两者溶于去离子水中,配制成K+-Ce3+离子交换液,其中,K+-Ce3+离子交换液中金属离子的摩尔浓度为0.3mol/L;
3)分子筛的离子交换:将步骤1)中预处理后13X分子筛置于步骤2)中的离子交换液中,保证预处理后13X分子筛与离子交换液的固液比为1:25,并于80℃下搅拌交换6h;再离心洗涤数次,直到洗涤液中无离子检出;最后于90℃干燥9h,制得离子交换改性分子筛;
4)将上述离子交换改性分子筛与氢氧化铝干胶混合均匀,加入胶溶剂-硅溶胶,并保证氢氧化铝和胶溶剂的质量比为1:4,挤条成型,得到球形颗粒;
5)将上述球形颗粒先于110℃下干燥7h,再于500℃的空气气氛下焙烧3h,得脱硫剂。
实施例4
本实施例提供了一种脱硫剂,该脱硫剂由11g的氧化铝和89g的离子交换改性分子筛组成;其中,所述离子交换改性分子筛中的金属离子由摩尔比为1:1的Zn2+和Ce3+组成;所述离子交换改性分子筛中的金属离子的负载量为2wt%;
所述脱硫剂为直径2mm的球形颗粒;
所述脱硫剂的比表面积为380m2/g,孔容为0.34mL/g;
上述脱硫剂的制备方法,包括如下步骤:
1)预处理5A分子筛:称取5A分子筛,并将其置于450℃空气气氛下焙烧4h,升温速率控制在1℃/min;
2)配制可溶性金属盐的水溶液:称取醋酸锌和硝酸铈,并将两者溶于去离子水中,配制成Zn2+-Ce3+离子交换液,其中,Zn2+-Ce3+离子交换液中金属离子的摩尔浓度为0.18mol/L;
3)分子筛的离子交换:将步骤1)中预处理后5A分子筛置于步骤2)中的离子交换液中,保证预处理后5A分子筛与离子交换液的固液比为1:17,并于60℃下搅拌交换12h;再离心洗涤数次,直到洗涤液中无离子检出;最后于100℃干燥8h,制得离子交换改性分子筛;
4)将上述离子交换改性分子筛与氢氧化铝干胶混合均匀,加入胶溶剂-硅溶胶,并保证氢氧化铝和胶溶剂的质量比为1:4.3,挤条成型,得到球形颗粒;
5)将上述球形颗粒先于100℃下干燥8h,再于550℃的空气气氛下焙烧2h,得脱硫剂。
实施例5
本实施例提供了一种脱硫剂,该脱硫剂由12g的氧化铝和88g的离子交换改性分子筛组成;其中,所述离子交换改性分子筛中的金属离子由摩尔比为4:1的Ag+和Ce3+组成;所述离子交换改性分子筛中的金属离子的负载量为7.5wt%;
所述脱硫剂为直径3mm的球形颗粒;
所述脱硫剂的比表面积为350m2/g,孔容为0.35mL/g;
上述脱硫剂的制备方法,包括如下步骤:
1)预处理ZSM-5分子筛:称取ZSM-5分子筛,并将其置于450℃空气气氛下焙烧4h,升温速率控制在1℃/min;
2)配制可溶性金属盐的水溶液:称取硝酸银和氯化铈,并将两者溶于去离子水中,配制成Ag+-Ce3+离子交换液,其中,Ag+-Ce3+离子交换液中金属离子的摩尔浓度为0.15mol/L;
3)分子筛的离子交换:将步骤1)中预处理后ZSM-5分子筛置于步骤2)中的离子交换液中,保证预处理后ZSM-5分子筛与离子交换液的固液比为1:20,并于40℃下搅拌交换12h;再离心洗涤数次,直到洗涤液中无离子检出;最后于100℃干燥8h,制得离子交换改性分子筛;
4)将上述离子交换改性分子筛与氢氧化铝干胶混合均匀,加入胶溶剂-聚乙烯醇,并保证氢氧化铝和胶溶剂的质量比为1:5,挤条成型,得到球形颗粒;
5)将上述球形颗粒先于100℃下干燥8h,再于400℃的空气气氛下焙烧6h,得脱硫剂。
实施例6
本实施例提供了一种脱硫剂,该脱硫剂由10g的氧化铝和90g的离子交换改性分子筛组成;其中,所述离子交换改性分子筛中的金属离子由摩尔比为2:1的Ni2+和Ce3+组成;所述离子交换改性分子筛中的金属离子的负载量为6wt%;
所述脱硫剂为直径1mm的球形颗粒;
所述脱硫剂的比表面积为400m2/g,孔容为0.3mL/g;
上述脱硫剂的制备方法,包括如下步骤:
1)预处理ZSM-23分子筛:称取ZSM-23分子筛,并将其置于400℃空气气氛下焙烧5h,升温速率控制在0.8℃/min;
2)配制可溶性金属盐的水溶液:称取硝酸镍和醋酸铈,并将两者溶于去离子水中,配制成Ni2+-Ce3+离子交换液,其中,Ni2+-Ce3+离子交换液中金属离子的摩尔浓度为0.1mol/L;
3)分子筛的离子交换:将步骤1)中预处理后ZSM-23分子筛置于步骤2)中的离子交换液中,保证预处理后ZSM-23分子筛与离子交换液的固液比为1:10,并于60℃下搅拌交换10h;再离心洗涤数次,直到洗涤液中无离子检出;最后于110℃干燥7h,制得离子交换改性分子筛;
4)将上述离子交换改性分子筛与氢氧化铝干胶混合均匀,加入胶溶剂-聚乙烯醇,并保证氢氧化铝和胶溶剂的质量比为1:3,挤条成型,得到球形颗粒;
5)将上述球形颗粒先于90℃下干燥9h,再于450℃的空气气氛下焙烧4h,得脱硫剂。
对比例1
本对比例提供了一种脱硫剂,该脱硫剂由12g的γ-氧化铝和88g的离子交换改性分子筛组成;其中,所述离子交换改性分子筛中的金属离子为Ag+;所述离子交换改性分子筛中的金属离子的负载量为7.5wt%;
所述脱硫剂为直径3mm的球形颗粒;
上述脱硫剂的制备方法,包括如下步骤:
1)预处理ZSM-5分子筛:称取ZSM-5分子筛,并将其置于450℃空气气氛下焙烧4h,升温速率控制在1℃/min;
2)配制可溶性金属盐的水溶液:称取硝酸银,溶于去离子水中,配制成Ag+离子交换液,其中,Ag+离子交换液中金属离子的摩尔浓度为0.15mol/L;
3)分子筛的离子交换:将步骤1)中预处理后ZSM-5分子筛置于步骤2)中的离子交换液中,保证预处理后ZSM-5分子筛与离子交换液的固液比为1:20,并于40℃下搅拌交换12h;再离心洗涤数次,直到洗涤液中无离子检出;最后于100℃干燥8h,制得离子交换改性分子筛;
4)将上述离子交换改性分子筛与氢氧化铝干胶混合均匀,加入胶溶剂-聚乙烯醇,并保证氢氧化铝和胶溶剂的质量比为1:5,挤条成型,得到球形颗粒;
5)将上述球形颗粒先于100℃下干燥8h,再于400℃的空气气氛下焙烧6h,得脱硫剂。
对比例2
本对比例提供了一种脱硫剂,该脱硫剂由12g的γ-氧化铝和88g的离子交换改性分子筛组成;其中,所述离子交换改性分子筛中的金属离子为Ce3+;所述离子交换改性分子筛中的金属离子的负载量为7.5wt%;
所述脱硫剂为直径3mm的球形颗粒;
上述脱硫剂的制备方法,包括如下步骤:
1)预处理ZSM-5分子筛:称取ZSM-5分子筛,并将其置于450℃空气气氛下焙烧4h,升温速率控制在1℃/min;
2)配制可溶性金属盐的水溶液:称取氯化铈,溶于去离子水中,配制成Ce3+离子交换液,其中,Ce3+离子交换液中金属离子的摩尔浓度为0.15mol/L;
3)分子筛的离子交换:将步骤1)中预处理后ZSM-5分子筛置于步骤2)中的离子交换液中,保证预处理后ZSM-5分子筛与离子交换液的固液比为1:20,并于40℃下搅拌交换12h;再离心洗涤数次,直到洗涤液中无离子检出;最后于100℃干燥8h,制得离子交换改性分子筛;
4)将上述离子交换改性分子筛与氢氧化铝干胶混合均匀,加入胶溶剂-聚乙烯醇,并保证氢氧化铝和胶溶剂的质量比为1:5,挤条成型,得到球形颗粒;
5)将上述球形颗粒先于100℃下干燥8h,再于400℃的空气气氛下焙烧6h,得脱硫剂。
对比例3
本对比例提供了一种脱硫剂,该脱硫剂由15g的γ-氧化铝和85g的离子交换改性分子筛组成;其中,所述离子交换改性分子筛中的金属离子由摩尔比为1:0.8的K+和Ce3+组成;所述离子交换改性分子筛中的金属离子的负载量为8wt%;
所述脱硫剂为直径5mm的球形颗粒;
上述脱硫剂的制备方法,包括如下步骤:
1)预处理13X分子筛:称取13X分子筛,并将其置于500℃空气气氛下焙烧3h,升温速率控制在0.9℃/min;
2)配制可溶性金属盐的水溶液:称取氯化钾和硝酸铈,并将两者溶于去离子水中,配制成K+-Ce3+离子交换液,其中,K+-Ce3+离子交换液中金属离子的摩尔浓度为0.3mol/L;
3)分子筛的离子交换:将步骤1)中预处理后13X分子筛置于步骤2)中的离子交换液中,保证预处理后13X分子筛与离子交换液的固液比为1:25,并于80℃下搅拌交换6h;再离心洗涤数次,直到洗涤液中无离子检出;最后于90℃干燥9h,制得离子交换改性分子筛;
4)将上述离子交换改性分子筛与氧化铝混合均匀,加入胶溶剂-硅溶胶,并保证氧化铝和胶溶剂的质量比为1:4,挤条成型,得到球形颗粒;
5)将上述球形颗粒先于110℃下干燥7h,再于500℃的空气气氛下焙烧3h,得脱硫剂。
对比例4
本对比例提供了一种脱硫剂,该脱硫剂由12g的氧化铝和88g的离子交换改性分子筛组成;其中,所述离子交换改性分子筛中的金属离子由摩尔比为1:0.75的Ag+和Ni2+组成;所述离子交换改性分子筛中的金属离子的负载量为7.5wt%;
所述脱硫剂为直径3mm的球形颗粒;
上述脱硫剂的制备方法,包括如下步骤:
1)预处理ZSM-5分子筛:称取ZSM-5分子筛,并将其置于450℃空气气氛下焙烧4h,升温速率控制在1℃/min;
2)配制可溶性金属盐的水溶液:称取硝酸银和硝酸镍,并将两者溶于去离子水中,配制成Ag+-Ni2+离子交换液,其中,Ag+-Ni2+离子交换液中金属离子的摩尔浓度为0.15mol/L;
3)分子筛的离子交换:将步骤1)中预处理后ZSM-5分子筛置于步骤2)中的离子交换液中,保证预处理后ZSM-5分子筛与离子交换液的固液比为1:20,并于40℃下搅拌交换12h;再离心洗涤数次,直到洗涤液中无离子检出;最后于100℃干燥8h,制得离子交换改性分子筛;
4)将上述离子交换改性分子筛与氢氧化铝干胶混合均匀,加入胶溶剂-聚乙烯醇,并保证氢氧化铝和胶溶剂的质量比为1:5,挤条成型,得到球形颗粒;
5)将上述球形颗粒先于100℃下干燥8h,再于400℃的空气气氛下焙烧6h,得脱硫剂。
试验例1
对上述各实施例和对比例所制得的脱硫剂进行脱硫性能测试,相应的测试条件如下:
模拟原料油:正辛烷,正辛烷中硫化物浓度为500ppm,其中H2S含量为150ppm、甲硫醚100ppm、硫醇含量为100ppm、二硫化物含量为50ppm、噻吩含量为100ppm;
操作条件:液相空速1.5h-1,操作温度30℃,常压;
脱硫剂装填量:16ml,出口硫含量超过1μg/g视为穿透;
检测仪器:硫含量分析采用泰州市国创分析仪器有限公司的TS-3000型紫外荧光测硫仪。
相应的测试结果如下表1和2所示:
表1各种硫化物的脱除率
H2S | 甲硫醚 | 硫醇 | 二硫化物 | 噻吩 | |
实施例1 | 100% | 100% | 100% | 99.9% | 99.9% |
实施例2 | 100% | 100% | 100% | 99.9% | 99.9% |
实施例3 | 100% | 100% | 100% | 99.9% | 99.9% |
实施例4 | 100% | 100% | 99.9% | 99.8% | 99.8% |
实施例5 | 100% | 99.8% | 100% | 99.9% | 99.5% |
实施例6 | 100% | 99.7% | 99.9% | 99.8% | 99.6% |
对比例1 | 80% | 75% | 78% | 80% | 10% |
对比例2 | 12% | 23% | 21% | 26% | 76% |
对比例3 | 80% | 70% | 73% | 67% | 68% |
对比例4 | 86% | 78% | 80% | 85% | 15% |
表2脱硫剂的脱硫精度和穿透硫容
从表1和2可得到:本发明的脱硫剂可有效脱除各种硫化物,其中H2S的脱除率达到100%、硫醇的脱除率达到100%、硫醚的脱除率达到100%、二硫化物的脱除率达到99.9%、噻吩的脱除率达到99.9%,同时具有脱硫精度和穿透硫容高的优点。
试验例2
将上述各实施例和对比例所制得的脱硫剂吸附硫化物,直至达到吸附饱和,将吸附饱和后的脱硫剂于450℃下焙烧,进行再生,如此再生多次,并测定各次再生脱硫剂的脱硫效果为其相应的新鲜脱硫剂的比值,相应的测试结果如下表3所示:
表3再生脱硫剂的脱硫效果
从表3可得知:吸附饱和的脱硫剂在空气气氛下焙烧即可再生,再生容易,且再生后的脱硫剂的脱硫效果与新鲜脱硫剂无差别,可多次再生,成本低。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (12)
1.一种脱硫剂,包括如下重量份数的组分:
氧化铝 10-15份;
离子交换改性分子筛 85-90份;
其中,所述离子交换改性分子筛中的金属离子包括:
1)X金属离子:所述X金属离子为Ag+、Ni2+、K+、Zn2+中的至少一种;
2)Y金属离子:所述Y金属离子为Ce3+。
2.根据权利要求1所述的脱硫剂,其特征在于,所述X金属离子与所述Y金属离子的摩尔比为(0.5-2):(0.5-1)。
3.根据权利要求2所述的脱硫剂,其特征在于,所述X金属离子与所述Y金属离子的摩尔比为1:(0.7-0.8)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的脱硫剂,其特征在于,所述离子交换改性分子筛中的金属离子的负载量为2-10wt%。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的脱硫剂,其特征在于,所述脱硫剂为直径1-5mm的球形颗粒;
所述脱硫剂的比表面积为300-400m2/g,孔容为0.3-0.4mL/g。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的脱硫剂,其特征在于,所述氧化铝为γ-氧化铝;
所述离子交换改性分子筛中分子筛为5A、13X、ZSM-22、ZSM-23和ZSM-5分子筛中的至少一种。
7.一种权利要求1-6中任一项所述的脱硫剂的制备方法,包括如下步骤:
1)将所述分子筛浸渍于含所述X金属离子和所述Y金属离子的可溶性金属盐的水溶液中进行离子交换,所述离子交换结束后,取出干燥,制得离子交换改性分子筛;
2)将所述离子交换改性分子筛、氢氧化铝和胶溶剂混合成型,制得成型物;
3)对所述成型物进行焙烧,得到所述脱硫剂。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,步骤1)中,所述分子筛与可溶性金属盐的水溶液的固液比为1:(10-25);
所述离子交换的温度为40-80℃,时间为6-12h;
所述干燥的温度为90-110℃,时间为7-9h。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法,其特征在于,步骤1)中,所述可溶性金属盐为硝酸盐、氯化物和醋酸盐中的至少一种;
所述可溶性金属盐的水溶液中金属离子的摩尔浓度为0.1-0.3mol/L。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中,所述氢氧化铝和所述胶溶剂的质量比为1:(3-5);
所述胶溶剂为硝酸、硅溶胶、铝溶胶和聚乙烯醇中的至少一种;
步骤3)中,所述焙烧的温度为400-550℃,时间为2-6h,升温速率≤1℃/min。
11.根据权利要求7-10中任一项所述的制备方法,其特征在于,在所述步骤1)之前,还包括将所述分子筛于400-500℃空气气氛下焙烧3-5h的步骤;
在所述步骤1)中,在所述干燥之前,还包括对离子交换后的分子筛进行洗涤的步骤;
在所述步骤3)中,在所述焙烧之前,还包括将所述成型物于90-110℃下干燥7-9h的步骤。
12.权利要求1-6中任一项所述的脱硫剂在脱除C4烃类中硫化物中的应用,其特征在于,所述脱除过程中操作空速为≤2h-1,操作温度为25-40℃。
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