JP2005521731A - 吸着剤を用いて炭化水素流からアルシンを除去する方法 - Google Patents

Abstract

約０℃より低い大気圧沸点を有する炭化水素流からアルシン（ＡｓＨ₃）を除去する方法において、該炭化水素流を、支持体物質上に沈着された硫黄元素を含む吸着剤と接触させるところの方法。硫黄の量は、硫黄および支持体物質の合計量に対して２〜２５重量％の範囲である。アルシンの他に、水銀も該炭化水素流から除去される。

Description

本発明は、吸着剤を用いて炭化水素流からアルシン（ＡｓＨ₃）を除去する方法に関する。

アルシンの除去法は、the AlChE EPC Seminar on Arsine, ヒューストン（1997年３月７日）で発表されたJ.A. Reidによる「アルシンおよびヒ素化合物除去法への序論」にまとめられている。

炭化水素流中のアルシンの存在は、そのような炭化水素流の更なる処理のために使用されるべき触媒、例えば水素化触媒、のための毒として作用し得るので、問題である。アルシンの存在は、主として、例えば７０体積％より多くの、１〜３個の炭素原子を含む炭化水素を含む供給物に関する特定の問題である。このような炭化水素流は、約０℃より低い大気圧沸点を有する。このような流れはアルシンを含み得るが、アルキルアルシン、例えばモノ、ジおよびトリアルキルアルシン、を含まないであろう。

本発明の目的は、０℃より低い大気圧沸点を有する炭化水素流からアルシンを除去する方法を提供することである。

本発明に従う方法は、上記炭化水素流を、支持体物質上に沈着された硫黄元素を含む吸着剤と接触させることを特徴とする。

標準条件（大気圧、室温）下では、０℃より低い大気圧沸点を有する炭化水素流は気体状である。しかし、適用される温度および圧力に応じて、そのような炭化水素流は液体であり得る。

上記炭化水素流は、例えば、プロパン、プロピレン、エタン、エチレン、メタンおよび／またはアセチレンなどの化合物を含み得る。上記流れは、例えば少なくとも７０体積％のプロピレンおよび／またはエチレンを含み得る。

吸着カラムは、支持体物質、例えばシリカ、アルミナ、シリカ／アルミナ、チタニア、ゼオライト、活性炭および／またはマグネシア、上に沈着された硫黄元素を含む。

本発明の好ましい実施態様によれば、支持体物質が活性炭である。なぜならば、活性炭は、他の支持体物質と比較して単位体積当たりの表面積が比較的大きく、さらに、炭化水素流中に存在する化合物の望ましくない重合を開始し得る酸性または塩基性部位を何ら含まないという利点を有するからである。

硫黄元素は、例えば支持体物質に硫黄の溶液を含浸させるまたは噴霧することによって、または溶融した硫黄を支持体物質に含浸させることによって、または支持体物質上で硫黄を昇華させることによって、支持体物質に適用され得る。

一般に、硫黄の量は、硫黄および支持体物質の合計量の３５重量％未満である。

本発明の好ましい実施態様によれば、硫黄の量が２〜２５重量％の範囲である。

炭化水素流は、支持体物質上に沈着された硫黄元素を含む吸着カラム上を通される。本発明に従う方法は、適切な仕方で行われ得、吸着カラムは、任意の所望の形状および任意の所望の体積を有し得る。好ましくは、吸着カラムは固定床である。上記流れは、上方流および下方流のいずれかで通過し得る。

一般に、圧力は、大気圧〜２．５ＭＰａである。その選択は、炭化水素流の通過中の温度に依存し、圧力は好ましくは、炭化水素流が気体状のままであるように選択される。

一般に、温度は１５℃〜１００℃である。１００℃より高い温度では、吸着カラムからの硫黄の昇華が著しくなり得る。これは望ましくない。なぜならば、硫黄は、炭化水素流の処理に使用される触媒の毒として作用し得るからである。

本発明に従う方法は一般に、１０００〜５００００ｈ^-1の範囲の気体空間速度（ＧＨＳＶ）を伴って行われる。ここで、ＧＨＳＶは、［１時間当たりの気体Ｎｍ³の数字］／［吸着剤１ｍ³］として定義される。

上記炭化水素流は、アルシンの他に、他の不純物、例えば重金属、特に水銀、をも含み得る。本発明に従う方法は、炭化水素流から水銀をも除去する。

アルシンの除去に関する本発明に対して、欧州特許出願公開４８８２３５号は、トリアルキルアルシンの除去法を開示している。このようなトリアルキルアルシンは、無機支持体および硫黄元素を含む固体吸着剤を用いて流体から除去される。欧州特許出願公開４８８２３５号に従う方法では、アルシン（ＡｓＨ₃）および／またはＨ₂Ｓの供給物からの除去が、支持されたＣｕＯ−ＺｎＯ物質またはＰｂＯ／Ａｌ₂Ｏ₃のガード床を用いて行われる。流体からのトリアルキルアルシンの除去は、第２工程において流体を上記固体吸着剤と接触させることによって行われる。したがって、欧州特許出願公開４８８２３５号は、支持物質上に沈着された硫黄元素を含む吸着剤を使用してアルシンを除去することに関して開示していないし、何らの示唆もない。

本発明を以下の実施例によって説明するが、本発明はそれらに限定されない。

実施例１〜３
実施例１〜３を、下記吸着剤Ａ、ＢおよびＣを用いて固定床を装備して行った。
Ａ：Calgon HGR、硫黄／活性炭；硫黄含量１０〜１８重量％；
Ｂ：Sud Chemie MIS-2、硫黄／活性炭：硫黄含量１５重量％；
Ｃ：Norit RBHG-3、硫黄／活性炭：硫黄含量約１０重量％
これらを、３０℃の温度、大気圧および１７００ｈ^-1の気体空間速度（ＧＨＳＶ）で７日間試験した。

供給物は、９３体積％のプロピレン、３．５体積％のプロパンおよび３．５体積％の残余、例えばメチルアセチレンおよびプロパジエン、を含む炭化水素流で構成された。供給物は、２５０ｍｇ／ｋｇのＡｓＨ₃および２０００ｍｇ／ｋｇのＨｇを含んでいた。

実験中に供給物および処理された気体からサンプルを採取した。気体サンプルは誘導結合プラズマ−質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）によって分析された。

Claims (6)

1. 約０℃より低い大気圧沸点を有する炭化水素流からアルシン（ＡｓＨ₃）を除去する方法において、該炭化水素流を、支持体物質上に沈着された硫黄元素を含む吸着剤と接触させるところの方法。
2. 炭化水素流がプロパン、プロピレン、エタン、エチレン、メタンおよび／またはアセチレンを含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
3. 硫黄の量が、硫黄および支持体物質の合計量に対して２〜２５重量％の範囲であることを特徴とする、請求項１〜２のいずれか１項記載の方法。
4. 支持体物質がシリカ、アルミナ、シリカ／アルミナ、チタニア、ゼオライト、活性炭および／またはマグネシアであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項記載の方法。
5. 支持体物質が活性炭であることを特徴とする、請求項４記載の方法。
6. アルシンの他に、水銀も該炭化水素流から除去されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項記載の方法。