KR20180038531A - 흡착제 및 흡착제의 제조 및 사용 방법 - Google Patents

흡착제 및 흡착제의 제조 및 사용 방법 Download PDF

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Abstract

금속 산화물, 준금속 산화물 또는 활성탄 중 적어도 하나를 함유하는 지지체 상에 비스무트 물질을 갖는 흡착제 조성물 및 이의 제조 및 사용 방법이 제공된다. 흡착제 조성물은 유체 스트림으로부터 아르신을 흡착시키는데 유용하다.

Description

흡착제 및 흡착제의 제조 및 사용 방법
본 개시내용은 흡착제, 및 흡착제의 제조 및 사용 방법에 관한 것이다. 다양한 예시 측면에 따르면, 흡착제는 금속 산화물 (예를 들어, 고표면적 금속 산화물, 예컨대 산화티타늄), 준금속 산화물 또는 활성탄으로 이루어진 지지체 상에 활성 물질, 예컨대 활성 금속 산화물 (예를 들어, 원소 비스무트 또는 비스무트 화합물, 예컨대 산화비스무트)을 포함하고 본 개시내용은 이의 제조 및 사용 방법을 포함한다.
산업 공정의 공정 및 배기 스트림으로부터 불순물을 제거하는 것은 환경으로 방출되는 오염물질 및 독소를 줄이고, 유용한 부산물을 회수하고, 하류 작업의 성능을 유지하고 작업자의 안전을 보장하기 위해 매우 중요하다. 이러한 산업 공정은 석유, 석유화학, 중합, 합성 가스 ("신가스(Syngas)") 및 반도체 공정을 포함한다.
탄화수소 공정 스트림, 특히, 정제소 오프 가스(refinery off gas)("ROG") 스트림은 발열 화합물을 유도하고/하거나 추가의 비-바람직한 화합물 (예를 들어, 아세틸라이드, 그린 오일/쿠프렌 등)을 생성하는 반응성 화합물을 함유할 수 있다. 이러한 반응성 화합물은 아세틸렌, 메틸 아세틸렌 및 프로파디엔 ("MAPD") 뿐만 아니라 수소 및 일산화탄소를 포함한다.
산화납을 함유하는 흡착제는 반응성 화합물 (예를 들어, 아세틸렌 및 MAPD)을 함유하는 탄화수소 스트림 또는 상당한 환원 능력을 가진 스트림, 예컨대 수소-함유 스트림으로부터 아르신 및 카르보닐 술파이드 ("COS")를 제거하는데 종종 사용된다. 그러나, 산화납은 상당한 환경 및 건강 문제를 부과하고 개별 유기체에 영향을 미치며 생태계를 위협할 수 있다. 따라서, 흡착제의 안전한 취급, 작업, 및 폐기를 가능하게 할 대체 물질을 사용하는 것에 관심이 있다. 산화구리를 함유하는 흡착제는 탄화수소 스트림으로부터 아르신을 제거하는데 또한 사용된다. 그러나, 구리는 아세틸라이드를 형성하고 그린 오일 형성을 촉진하는 경향을 가져, 산화구리 흡착제는 적은 농도의 아세틸렌, MAPD, 디엔 등을 함유하거나 또는 전혀 함유하지 않는 "비-반응성" 스트림에서 주로 사용된다. 또한, 상기 언급된 환경 위생 및 안전 문제에 더하여, 산화납-기재 매질은 일반적으로 구리-기재 물질에 비해 아르신에 대해 다소 더 적은 능력을 특징으로 한다.
따라서, 목표 반응성 화합물 (예를 들어, 비소 물질, 예컨대 아르신 또는 비소-함유 화합물)의 흡착 능력이 더 높고, 발열 위험을 최소화하도록 수소화 능력이 없고, 예를 들어 아세틸라이드 또는 그린 오일/쿠프렌과 같은 추가의 비-바람직한 화합물을 형성하지 않는 대안적 및/또는 개선된 흡착제에 대한 필요가 있다.
간단한 요약
다양한 예시 측면에 따르면, 본 개시내용은 금속 산화물, 준금속 산화물 또는 활성탄 중 적어도 하나를 포함하는 지지체 상의 비스무트 물질; 및 비소 물질을 포함하는 흡착제 조성물에 관한 것이다. 비스무트 물질은 원소 비스무트 및 비스무트 화합물을 포함하는 임의의 비스무트-함유 물질일 수 있다. 예를 들어, 비스무트 물질은 산화비스무트, 예컨대 산화비스무트(III) (Bi2O3)일 수 있다. 특정 예시 측면에서, 산화비스무트는 전구체, 예컨대 유기 비스무트 화합물, 무기 비스무트 화합물, 유기 비스무트 염, 무기 비스무트 염 및 그의 조합으로부터 유도될 수 있다. 예를 들어, 산화비스무트는 적어도 부분적으로 비스무트 시트레이트 전구체, 비스무트 니트레이트 전구체 또는 그의 조합으로부터 유도될 수 있다. 흡착제 조성물은 약 0.1 질량% 내지 약 2 질량%, 또는 약 2 질량% 내지 약 50 질량%, 또는 약 5 질량% 내지 약 15 질량%, 또는 약 8 질량% 내지 약 11 질량%의 비스무트 물질을 포함할 수 있다.
예시 특정 측면에서, 지지체는 금속 산화물, 예컨대 고표면적 금속 산화물일 수 있다. 예를 들어, 금속 산화물은 산화티타늄, 산화세륨, 산화알루미늄, 산화규소, 산화지르코늄, 산화마그네슘, 제올라이트, 활성탄 및 그의 혼합물일 수 있다. 지지체는 이산화규소 (SiO2)를 추가로 포함할 수 있다. 특정 측면에서, 흡착제 조성물은 적어도 5 질량%, 또는 적어도 50 질량%, 또는 적어도 75 질량%의 금속 산화물을 포함할 수 있다. 다양한 예시 측면에 따르면, 지지체의 금속 산화물은 약 1 ㎛ 내지 약 10 ㎜의 크기를 갖는 입자를 포함할 수 있다. 지지체 상의 금속 산화물은 약 20 ㎡/g 내지 약 600 ㎡/g, 또는 약 50 ㎡/g 내지 약 600 ㎡/g, 또는 약 250 ㎡/g 내지 약 350 ㎡/g의 표면적을 가질 수 있다. 흡착제 조성물이 지지체 상에 산화은, 산화철, 산화망가니즈, 산화세륨, 산화바나듐, 산화주석 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물을 추가로 포함하는 것인, 청구항 1의 흡착제 조성물. 또 추가의 예시 측면에서, 지지체는 약 0.01 cc/g 내지 약 5 cc/g, 또는 약 0.2 cc/g 내지 약 1 cc/g의 세공 부피를 가질 수 있다. 게다가, 지지체는 약 1 Å 내지 약 750 Å, 또는 약 10 Å 내지 약 500 Å의 세공 크기를 가질 수 있다. 특정 측면에서, 지지체는 약 15 질량% 이하의 수분 함량을 포함하거나 또는 지지체는 수분-무함유이다.
비소 물질은 임의의 비소-함유 물질, 예컨대 원소 비소 및 비소 화합물일 수 있다. 흡착제 조성물은 약 0.01 질량% 내지 약 20 질량%, 또는 약 0.1 질량% 내지 약 15 질량% 또는 약 0.5 질량% 내지 약 7 질량%의 비소 물질을 포함할 수 있다.
본 개시내용의 특정 예시 측면에서, 흡착제 조성물은 약 5 질량% 이하의 납 함량을 가질 수 있거나 또는 흡착제 조성물은 납-무함유일 수 있다. 흡착제는 타블릿(tablet), 압출물, 펠릿, 막대, 성형물 및/또는 단일체일 수 있다.
본 개시내용의 다양한 예시 측면에 따르면, 흡착제 조성물은 아르신 분석기를 사용한 건식 측색 방법에 의해 측정 시 약 90% 이상의 아르신 제거 효율을 가질 수 있다. 추가의 예시 측면에서, 흡착제 조성물은 아르신 분석기를 사용한 건식 측색 방법에 의해 측정 시 약 100%의 아르신 제거 효율을 가질 수 있다.
추가의 예시 측면에 따르면, 본 개시내용은 지지체 상의 산화비스무트 및 적어도 하나의 활성 금속 산화물의 혼합물을 포함하며, 여기서 적어도 하나의 활성 금속 산화물이 산화은, 산화철, 산화망가니즈, 산화세륨, 산화바나듐, 산화주석 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고, 산화비스무트가 적어도 부분적으로 비스무트 염 전구체로부터 유도된 것인, 흡착제 조성물에 관한 것이다.
추가의 예시 측면에서, 본 개시내용은 금속 산화물을 포함하는 지지체 상에 산화비스무트를 분산시키는 것을 포함하며, 여기서 지지체를, 비스무트 염을 포함하는 전구체와 접촉시키는 것인, 흡착제 조성물의 제조 방법에 관한 것이다. 특정 예시 측면에서, 금속 산화물은 산화티타늄, 산화세륨, 산화알루미늄, 산화규소, 산화마그네슘, 제올라이트 또는 그의 혼합물일 수 있다. 비스무트 염 전구체는 비스무트 시트레이트, 비스무트 카르복실레이트 또는 그의 혼합물일 수 있다. 지지체 상에 산화비스무트를 분산시키는 것은 지지체에 산화비스무트를 함침시키는 것을 포함할 수 있다. 특정 측면에서, 지지체는 아나타제 형태의 이산화티타늄을 포함할 수 있다.
또 추가의 예시 측면에서, 본 개시내용은 흡착제 조성물이 금속 산화물, 준금속 산화물 또는 활성탄 중 적어도 하나를 포함하는 지지체 상의 비스무트 물질을 포함하는 것인, 비소-함유 유체를 흡착제 조성물과 접촉시키는 것을 포함하는 비소 물질의 흡착 방법에 관한 것이다. 비스무트 물질은 원소 비스무트 및 비스무트 화합물을 포함하는 임의의 비스무트-함유 물질일 수 있다. 예를 들어, 비스무트 물질은 산화비스무트, 예컨대 산화비스무트(III) (Bi2O3)일 수 있다. 특정 예시 측면에서, 산화비스무트는 전구체, 예컨대 유기 비스무트 화합물, 무기 비스무트 화합물, 유기 비스무트 염, 무기 비스무트 염 및 그의 조합으로부터 유도될 수 있다. 예를 들어, 산화비스무트는 적어도 부분적으로 비스무트 시트레이트 전구체, 비스무트 니트레이트 전구체 또는 그의 조합으로부터 유도될 수 있다. 흡착제 조성물은 약 0.1 질량% 내지 약 2 질량%, 또는 약 2 질량% 내지 약 50 질량%, 또는 약 5 질량% 내지 약 15 질량%, 또는 약 8 질량% 내지 약 11 질량%의 비스무트 물질을 포함할 수 있다.
예시 특정 측면에서, 지지체는 금속 산화물, 예컨대 고표면적 금속 산화물일 수 있다. 예를 들어, 금속 산화물은 산화티타늄, 산화세륨, 산화알루미늄, 산화규소, 산화지르코늄, 산화마그네슘, 제올라이트, 활성탄 및 그의 혼합물일 수 있다. 지지체는 이산화규소 (SiO2)를 추가로 포함할 수 있다. 특정 측면에서, 흡착제 조성물은 적어도 5 질량%, 또는 적어도 50 질량%, 또는 적어도 75 질량%의 금속 산화물을 포함할 수 있다. 다양한 예시 측면에 따르면, 지지체의 금속 산화물은 약 1 ㎛ 내지 약 10 ㎜의 크기를 갖는 입자를 포함할 수 있다. 지지체 상의 금속 산화물은 약 20 ㎡/g 내지 약 600 ㎡/g, 또는 약 50 ㎡/g 내지 약 600 ㎡/g, 또는 약 250 ㎡/g 내지 약 350 ㎡/g의 표면적을 가질 수 있다. 흡착제 조성물이 지지체 상에 산화은, 산화철, 산화망가니즈, 산화세륨, 산화바나듐, 산화주석 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물을 추가로 포함하는 것인, 청구항 1의 흡착제 조성물. 또 추가의 예시 측면에서, 지지체는 약 0.01 cc/g 내지 약 5 cc/g, 또는 약 0.2 cc/g 내지 약 1 cc/g의 세공 부피를 가질 수 있다. 게다가, 지지체는 약 1 Å 내지 약 750 Å, 또는 약 10 Å 내지 약 500 Å의 세공 크기를 가질 수 있다. 특정 측면에서, 지지체는 약 15 질량% 이하의 수분 함량을 포함하거나 또는 지지체는 수분-무함유이다.
비소 물질은 임의의 비소-함유 물질, 예컨대 원소 비소 및 비소 화합물일 수 있다. 흡착제 조성물은 약 0.01 질량% 내지 약 20 질량%, 또는 약 0.1 질량% 내지 약 15 질량% 또는 약 0.5 질량% 내지 약 7 질량%의 비소 물질을 포함할 수 있다.
본 개시내용의 특정 예시 측면에서, 상기 방법에 의해 제조된 흡착제 조성물은 약 5 질량% 이하의 납 함량을 가질 수 있거나 또는 흡착제 조성물은 납-무함유일 수 있다. 흡착제 조성물은 타블릿, 압출물, 펠릿, 막대, 성형물 및/또는 단일체일 수 있다.
본 개시내용의 다양한 예시 측면에 따르면, 상기 방법에 의해 제조된 흡착제 조성물은 아르신 분석기를 사용한 건식 측색 방법에 의해 측정 시 약 90% 이상의 아르신 제거 효율을 가질 수 있다. 추가의 예시 측면에서, 흡착제 조성물은 아르신 분석기를 사용한 건식 측색 방법에 의해 측정 시 약 100%의 아르신 제거 효율을 가질 수 있다.
특정 예시 측면에서, 공정 스트림은 석유 공정, 석유화학 공정, 중합 공정, 합성 가스 공정 또는 반도체 공정의 일부분일 수 있다. 또 추가의 예시 측면에서, 공정 스트림은 석유화학 공정의 일부분일 수 있으며, 공정 스트림은 천연 가스를 포함한다. 예를 들어, 공정 스트림은 가스, 예컨대 정제소 오프-가스, 유체 촉매 크래킹 오프-가스, 스팀 크래커 오프-가스, 셰일 가스 및 그의 조합을 포함할 수 있고, 가스는 아세틸렌, 메틸 아세틸렌 및 프로파디엔 중 적어도 하나를 포함하는 반응성 성분을 함유하는 것이다.
다양한 예시 측면에서, 본 개시내용은 금속 산화물을 포함하는 지지체 상에 산화비스무트를 포함하며, 여기서 산화비스무트가 비스무트 시트레이트 전구체로부터 유도될 수 있는 것인, 흡착제 조성물에 관한 것이다.
추가의 예시 측면에 따르면, 본 개시내용은 산화티타늄을 포함하는 지지체 상의 비스무트 물질; 및 흡착제의 표면 상에 흡착된 비소 물질을 포함하는 흡착제에 관한 것이다.
추가의 예시 측면에서, 본 개시내용은 지지체 상에 산화비스무트 및 적어도 하나의 활성 물질, 예컨대 활성 금속 산화물의 혼합물을 포함하며, 여기서 적어도 하나의 활성 금속 산화물이 산화은, 산화철, 산화망가니즈, 산화세륨, 산화바나듐, 산화주석 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고, 산화비스무트가 비스무트 무기 염, 비스무트 유기 염, 산화비스무트 분말 및 비스무트 시트레이트 전구체를 포함하는 비스무트의 임의의 적합한 공급원으로부터 유도될 수 있는 것인, 흡착제 조성물에 관한 것이다.
또 추가의 예시 측면에서, 본 개시내용은 지지체를 비스무트 무기 염, 비스무트 유기 염, 산화비스무트 분말 및 비스무트 시트레이트를 포함하는 비스무트의 임의의 적합한 공급원을 포함하는 전구체와 접촉시키는 것을 포함하는 금속 산화물을 포함하는 지지체 상에 산화비스무트를 분산시키는 것을 포함하는, 흡착제 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.
추가의 예시 측면에 따르면, 본 개시내용은 아르신-함유 유체를, 산화티타늄을 포함하는 지지체 상에 산화비스무트를 포함하는 흡착제와 접촉시키는 것을 포함하며, 여기서 산화비스무트는 비스무트 무기 염, 비스무트 유기 염, 산화비스무트 분말 및 비스무트 시트레이트 전구체를 포함하는 비스무트의 임의의 적합한 공급원으로부터 유도될 수 있는 것인, 아르신의 흡착 방법에 관한 것이다.
또 추가의 예시 측면에서, 본 개시내용은 산화티타늄을 포함하는 지지체 상에 산화비스무트; 및 흡착제의 표면 상에 흡착된 아르신을 포함하는 흡착제에 관한 것이다.
본 발명은 아르신 또는 그의 화합물을 함유하는 임의의 적절한 유체 스트림을 정제하는데 사용될 수 있지만, 본 발명은 탄화수소 스트림, 특히 올레핀 (즉, 에틸렌, 프로필렌), 유체 촉매 크래킹 (FCC) 오프-가스, 정제소 오프-가스, 석유 분획물 및 천연 가스의 정제에 특히 효과적이다. 특정 실시양태에서, 아르신 제거 공정은 흡착제 고정 층을 통해 아르신 화합물을 함유하는 유체를 통과시킴으로써 수행된다. 공정은 액체 상 또는 기체 상으로 수행될 수 있다. 비-제한적인 공정 조건은 주위 내지 약 130 ℃의 온도 및 약 1 atm 내지 약 25 atm의 압력을 포함한다. 특정 실시양태에서, 액체-상 공정은 약 1 내지 약 10 h-1의 LHSV에서 수행되고, 한편 기체 상 공정은 약 1,000 내지 약 10,000 h-1의 GHSV에서 수행된다. 공급 스트림에서의 아르신 농도는 공급물의 성질에 좌우될 수 있지만 대부분 일반적으로는, 예를 들어 약 0.1 내지 5 ppm의 범위이다. 정제 단계 후 유출물 스트림에서의 아르신 농도는, 예를 들어 0 내지 20 ppb의 범위일 수 있다.
상기 요약은 개시내용의 기본적인 이해를 제공한다. 이러한 요약은 모든 고려된 측면의 광범위한 개요가 아니고, 개시내용의 모든 핵심적 또는 중대한 요소를 확인하거나 또는 개시내용의 임의의 또는 모든 측면의 범주를 기술하려는 것도 아니다. 그의 유일한 목적은 하기의 보다 상세한 설명의 서두로서 요약 형태로 하나 이상의 측면들을 제시하고 기술되고 특히 청구범위에서 지적된 특징들을 제시하려는 것이다.
도 1은 본 개시내용의 다양한 예시 측면에 따른 아르신을 제거하기 위한 산화알루미늄 상의 산화납 흡착제와 산화티타늄 상의 산화비스무트 흡착제를 비교한 것을 나타낸다.
도 2는 본 개시내용의 다양한 예시 측면에 따른 아르신을 제거하기 위한 산화알루미늄 상의 산화납 흡착제와 산화티타늄 상의 산화비스무트 흡착제를 비교한 것을 나타낸다.
도 3은 본 개시내용의 다양한 예시 측면에 따른 아르신을 제거하기 위한 산화티타늄 상의 산화비스무트 흡착제와 산화티타늄 흡착제를 비교한 것을 나타낸다.
도 4는 본 개시내용의 다양한 예시 측면에 따른 아르신을 제거하기 위한 산화알루미늄 상의 산화납 흡착제와 산화티타늄 상의 비스무트 흡착제를 비교한 것을 나타낸다.
상세한 설명
예시 측면은 흡착제 및 흡착제의 제조 및 사용 방법의 맥락에서 본원에서 기술된다. 통상의 기술자는 하기 설명이 단지 예시적이며 어떤 방식으로도 제한하려는 것이 아님을 알 것이다. 다른 측면도 그 자체를 본 개시내용의 이점을 갖는 통상의 기술자에게 쉽게 제안할 것이다. 이제 수반된 도면에 나타낸 바와 같이 예시 측면의 실시에 대한 언급이 상세히 이루어질 것이다. 동일한 또는 유사한 품목을 지칭하기 위해 도면 및 하기 설명 전반에 걸쳐 가능한 한 동일한 참조 표시가 사용될 것이다.
다양한 예시 측면에 따르면, 본 개시내용은 활성탄, 준금속 산화물 또는 금속 산화물, 예를 들어 고표면적 금속 산화물을 함유하는 지지체 상에 활성 물질, 예컨대 활성 금속 산화물을 갖는 (액체 및 기체 둘 다를 위한) 흡착제에 관한 것이다. 적합한 활성 금속 산화물은 산화비스무트 (BixOy), 산화은 (AgxOy), 산화철 (FexOy), 산화망가니즈 (MnxOy), 산화세륨 (CexOy), 산화바나듐 (VxOy), 산화주석 (SnxOy) 및 그의 혼합물을 포함하나, 이에 제한되지 않고, 여기서 x 및 y는 정수이다. 지지체에 적합한 금속 산화물 (예를 들어, 고표면적 금속 산화물)은 산화티타늄 (TixOy), 산화세륨 (CexOy), 산화알루미늄 (AlxOy), 산화규소 (SixOy), 산화마그네슘, 알루모-실리케이트/제올라이트 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않고, 여기서 x 및 y는 정수이다. 예를 들어, 흡착제는 산화티타늄 (TixOy)을 함유하는 지지체 상의 비스무트 물질, 예를 들어, 원소 비스무트 또는 산화비스무트 (BixOy)을 함유할 수 있다. 특정 측면에서, 흡착제는, 예를 들어 이산화티타늄 (TiO2)을 함유하는 지지체 상에 산화비스무트(III, V)를 함유할 수 있다. 또 추가의 예시 측면에서, 흡착제는 TiO2을 함유하는 지지체 상에 유일한 활성제로서 산화비스무트(III) (Bi2O3)를 함유할 수 있다.
흡착제의 총 중량당 활성 물질, 예를 들어 활성 금속 산화물의 양은 흡착되는 반응성 화합물(들)의 유형 및 (공정 스트림에서) 예상되는 농도에 따라 달라질 수 있다. 흡착제의 총 중량당 활성 물질, 예를 들어 활성 금속 산화물의 농도는, 예를 들어 약 2 wt% 내지 약 50 wt%일 수 있다. 특정 예시 측면에서, 활성 물질, 예를 들어 활성 금속 산화물의 농도는 약 5 wt% 내지 약 40 wt%, 약 5 wt% 내지 약 15 wt%, 또는 약 8 wt% 내지 약 11 wt%일 수 있다. 특정 측면에서, 활성제의 농도는 약 9.4 wt%일 수 있다.
본 개시내용의 다양한 예시 측면에 따르면, 흡착제는 활성 물질, 예를 들어 활성 금속 산화물로서 약 5 wt% 이하의 산화납을 함유할 수 있다. 특정 예시 측면에서 납 함량은 약 4 wt%, 약 3 wt%, 약 2 wt% 또는 약 1 wt%일 수 있다. 흡착제는 또한 납-무함유일 수 있다. 용어 "납-무함유"는 흡착제가, 예를 들어 약 10,000 ppm 이하, 또는 약 5,000 ppm 이하, 또는 약 1000 ppm 이하, 또는 약 500 ppm 이하의 미량의 납만 함유하여, 납 함량이, 예를 들어 X-선 형광 ("XRF") 분광기에 의해 측정 시 0이거나 또는 검출불가능할 수 있다는 것을 의미하는 것으로 이해될 것이다. 미량의 납을 측정하기 위한 통상의 기술자에게 공지된 다른 기술 및 기구가 또한 사용될 수 있다.
지지체는 하나 이상의 금속 산화물, 준금속 산화물 또는 활성탄으로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 활성 물질이 활성 금속 산화물이고 산화티타늄을 함유하는 지지체 상에 있는 경우, 지지체는 산화티타늄만으로부터 형성될 수 있다. 특정 예시 측면에서, 지지체는 하나 이상의 다른 금속 산화물에 더하여 산화티타늄을 함유할 수 있다. 예를 들어, 지지체는 적어도 50 wt%의 산화티타늄 (TixOy)을 함유할 수 있거나, 또는 지지체는 적어도 75 wt%의 산화티타늄 (TixOy)을 함유할 수 있고, 나머지는 하나 이상의 다른 금속 산화물, 예를 들어 산화은 (AgxOy), 산화철 (FexOy), 산화망가니즈 (MnxOy), 산화세륨 (CexOy), 산화바나듐 (VxOy), 산화주석 (SnxOy) 및 그의 조합이다. 지지체를 위한 금속 산화물은 임의의 결정질 형태로 존재할 수 있다. 예를 들어, 산화티타늄은 아나타제, 브루카이트 또는 루틸 형태의 이산화티타늄일 수 있다. 특정 측면에서, 산화티타늄은 아나타제 형태로 존재할 수 있다. 특정 실시양태에서, 준금속 산화물은 이산화규소 (SiO2)일 수 있다. 다른 실시양태에서, 지지체는 활성탄을 포함할 수 있다.
지지체의 특성은 공정 스트림으로부터 반응성 화합물을 제거하는 흡착제의 성능에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 지지체 특성은 지지체의 표면 상의 활성 물질의 고 분산을 촉진할 수 있고 흡착 공정을 통해 그러한 분산을 유지할 수 있다. 본 개시내용의 다양한 예시 측면에서, 지지체는 약 10 ㎡/g 내지 약 600 ㎡/g, 약 20 ㎡/g 내지 약 300 ㎡/g 또는 약 250 ㎡/g 내지 약 350 ㎡/g의 표면적을 가질 수 있다. 예를 들어, 표면적은 (예를 들어, TiO2 G5의 경우) 약 290 ㎡/g일 수 있다. 지지체는 약 0.01 cc/g 내지 약 5 cc/g, 또는 약 0.2 cc/g 내지 약 1 cc/g의 세공 부피를 가질 수 있다. 예를 들어, 세공 부피는 (예를 들어, TiO2 G5의 경우) 약 0.4 cc/g일 수 있다. 또한, 지지체는 약 1 내지 약 750 Å, 또는 약 10 내지 약 500 Å의 세공 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 지지체는 (예를 들어, TiO2 G5의 경우) 약 55 Å의 세공 크기를 가질 수 있다. 이러한 및 다른 특성은 흡착되는 반응성 화합물의 유형 및 농도 및 흡착제의 조성에 기초하여 통상의 기술자에 의해 최적화될 수 있다.
지지체의 수분 함량은 또한 공정 스트림으로부터 반응성 화합물을 흡착시키는 흡착제의 성능에 결정적으로 영향을 미칠 수 있다. 다양한 예시 측면에 따르면, 지지체는 약 15 wt% 이하의 수분 함량을 가질 수 있다. 특정 측면에서, 지지체는 수분-무함유일 수 있다. 용어 "수분-무함유"는 지지체가, 예를 들어 약 5 wt% 이하, 또는 약 1 wt% 이하, 또는 약 0.5 wt% 이하 또는 약 0.1 wt% 이하의 미량의 물만 함유하여 수분 함량이, 예를 들어 열중량 분석기 ("TGA")에 의해 측정 시 0이거나 또는 검출불가능할 수 있다는 것을 의미하는 것으로 이해될 것이다. 미량의 물을 측정하기 위한 통상의 기술자에게 공지된 다른 기술 및 기구가 또한 사용될 수 있다.
본 개시내용의 다양한 예시 측면에 따르면, 산화티타늄 지지체 상에 산화비스무트 (예를 들어, 시트레이트 전구체로부터 유도된 산화비스무트(III) 약 9.4 wt%)를 함유하는 흡착제 조성물은 약 45시간 이상의 기간 동안 약 100%의 아르신의 제거 효율을 가질 수 있다. 약 80시간 후에도, 흡착제의 제거 효율은 약 85% 이상일 수 있다. 산화티타늄 지지체 상에 니트레이트 전구체로부터 유도된 산화비스무트 (예를 들어, 약 9.4 wt% 산화비스무트(III))를 함유하는 흡착제의 경우, 아르신 제거 효율은 약 36시간 이상 동안 100%일 수 있고 약 56시간 후에도 약 78%에 있을 수 있다.
본원에 기재된 흡착제는 통상의 기술자에게 공지된 임의의 적합한 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 활성 물질, 예를 들어 활성 금속 산화물, 입자는 활성 물질, 예를 들어 금속 산화물, 전구체 함침, 침전, 침착 또는 강한 정전 흡착 및/또는 통상의 기술자에게 공지된 임의의 다른 방법, 이어서 활성 물질, 예를 들어 금속 산화물, 전구체를 분해하는 하소에 의해 지지체의 세공에서 형성될 수 있다. 대안적으로, 활성 물질, 예를 들어 활성 금속 산화물은 활성 물질, 예를 들어 활성 금속 산화물, 및 고표면적 기재 및/또는 결합제의 물리적 혼합물의 일부 분획물을 포함할 수 있다. 흡착제가 활성 물질, 예를 들어 활성 금속 산화물로서 비스무트 물질, 예컨대 원소 비스무트 또는 산화비스무트를 함유하고자 하는 경우, 임의의 적합한 비스무트 전구체가 사용될 수 있다. 예를 들어, 유기산 염/착물 (예를 들어, 시트레이트, 니트레이트 등) 및 무기산 염으로부터 유도된 비스무트 전구체가 사용될 수 있다. 특히, 비스무트 시트레이트 전구체는 하소 온도를 낮추고 고온에서 (예를 들어, 고온 하소 동안에) 산화비스무트의 소결을 억제할 수 있다. 흡착제는 다양한 형태 및 크기로, 예를 들어 타블릿, 압출물, 펠릿, 막대, 성형물, 단일체 등으로서 임의의 적합한 형태로 제조될 수 있다.
다양한 예시 측면에 따르면, 흡착제를 사용하여 공정 스트림 (액체 또는 기체)으로부터 불순물, 예를 들어 비소 물질, 예컨대 아르신, 원소 비소 및 비소 유도체를 제거하는 방법이 또한 개시된다. 공정 스트림은, 예를 들어 석유, 석유화학, 중합, 합성 가스 ("신가스") 및 반도체 공정으로부터 얻을 수 있다. 예를 들어, 공정은 정제소 오프 가스 ("ROG") 공정, 유체 촉매 크래킹 ("FCC") 오프-가스 공정, 스팀 크래커 오프-가스 공정, 천연 가스 공정 및/또는 셰일 가스 공정일 수 있다. 공정 스트림은 아세틸렌 및 프로파디엔 ("MAPD")을 포함하나, 이에 제한되지 않는 하나 이상의 반응성 화합물 또는 상당한 환원 능력을 갖는 성분, 예컨대 수소를 함유할 수 있다. 공정 스트림은 알켄, 일산화탄소, 이산화탄소, 산화질소 (NOx), 산소, 티올, 황화수소 및 산화황 (SOx), 카르보닐 술파이드 (COS), 메르캅탄 및 다른 황 화합물을 함유할 수 있다. 특정 예시 측면에서, 공정 스트림은, 예를 들어 약 0.1 ppmw 내지 약 100 ppmw, 또는 약 0.1 ppmw 내지 약 0.5 ppmw의 농도에서 아르신을 함유할 수 있다.
다양한 예시 측면에 따르면, 흡착제는 패킹된 층 칼럼, 유동층, 단일체, 카트리지 필터, 반도체 공정 툴, 및 통상의 기술자에게 공지된 다른 장비를 포함하나, 이에 제한되지 않는 임의의 적합한 장비에서 물질로서 사용될 수 있다. 흡착제 (예를 들어, 흡착 공정)를 사용하여 공정 스트림으로부터 반응성 화합물을 제거하는 방법은 임의의 적합한 온도에서 작동될 수 있다. 예를 들어, 흡착 공정은 약 10℃ 내지 약 150℃, 약 20℃ 내지 약 100℃, 또는 약 20℃ 내지 약 80℃에서 작동할 수 있다. 특정 측면에서, 공정 스트림이 액체인 경우, 흡착 공정은 약 50℃의 온도에서 작동할 수 있고; 기체 스트림의 경우 흡착 공정은 약 130℃의 온도에서 작동할 수 있다. 흡착 공정의 작동 압력은, 예를 들어 약 1 bar 내지 약 100 bar, 약 1 bar 내지 약 50 bar, 또는 약 1 bar 내지 약 20 bar일 수 있다. 액체 상 공정 스트림의 경우 기체 시간당 공간 속도 ("GHSV")는 약 20 h-1 이하일 수 있고 기체 상 공정 스트림의 경우 GHSV는 약 10,000 h-1일 수 있다.
실시예
실시예 1A - 비스무트 시트레이트로부터 유도된 산화티타늄 상의 산화비스무트 (Bi/TiO 2 ) 흡착제의 합성.
Bi/TiO2 흡착제는 초기 습윤 함침 방법을 사용하여 제조되었다. 보다 구체적으로, 4.95 그램의 비스무트 시트레이트를 30 그램의 수산화암모늄 (29 % NH4OH)에 용해시키고 비스무트 시트레이트의 완전한 용해가 관찰될 때까지 생성된 용액을 약 30분 동안 혼합하였다. 일정량의 이 용액을 무수 산화티타늄 (아나타제) 분말 상에 함침시켜 담체의 97% 세공 부피 충전을 달성하였다. 생성된 분말을 110℃에서 밤새 건조시키고 400℃에서 2시간 동안 하소시켜 유도 결합형 플라즈마 분광분석법 ("ICP")에 의해 결정된 바와 같이 약 9.4 wt%의 Bi 로딩을 수득하였다.
열중량 분석 ("TGA") 측정은 소성 분말의 비스무트 시트레이트의 완전한 분해를 확인하였고, 한편 x-선 광전자 분광법 ("XPS")은 물질 중 Bi의 주요 화합물로서 Bi2O3을 제시하는 +3 산화 상태의 Bi의 존재를 나타냈다.
실시예 1B - 비스무트 니트레이트로부터 유도된 산화티타늄 상의 산화비스무트 ( Bi / TiO 2 ) 흡착제의 합성.
Bi/TiO2 흡착제는 초기 습윤 함침 방법을 사용하여 제조되었다. 비스무트 니트레이트 저장 용액 (22.3 wt% Bi)은 Bi 공급원으로서 사용되었다. 일정량의 이 용액을 무수 산화티타늄 (아나타제) 분말 상에 함침시켜 담체의 97% 세공 충전을 달성하였다. 생성된 분말을 110℃에서 밤새 건조시키고 400℃에서 2시간 동안 하소시켜 ICP에 의해 결정된 바와 같이 약 9.7 wt%의 Bi 로딩을 수득하였다. 소성 물질에서 비스무트 니트레이트 전구체의 완전한 분해는 TGA로 확인되었다. 또한 XPS 측정으로 생성된 물질 중 Bi의 주요 형태로서 Bi +3을 확인하였다.
실시예 1C - 아르신을 제거하기 위한 산화알루미늄 상의 산화납 흡착제 ( Pb / Al 2 O 3 )(선행 기술)와 산화티타늄 상의 산화비스무트 흡착제 ( Bi / TiO 2 )의 비교.
실험 조건:
이산화티타늄 상에 산화비스무트를 함유하는 흡착제 (상기 기재된 바와 같이 제조됨) 약 1 입방 센티미터를 반응기에 로딩하였다. 프로판 중 약 100 ppmw의 아르신을 함유하는 유체를 10 h-1의 액체 시간당 공간 속도 ("LHSV")에서 일정 기간 동안 반응기를 통해 그리고 흡착제 상에 통과시켰다. 유체는 주위 온도, 액체 상 약 220 psig에 있었다. 아르신은 유체로부터 흡착제 상에 흡착되었다. 반응기에 로딩된 산화알루미늄 상에 산화납 (대략 20 wt% PbO)을 함유하는 흡착제 약 1 입방 센티미터를 사용하여 동일한 조건에서 실험을 반복하였다. 결과는 도 1에 나타내었다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 시간의 함수로서 아르신의 제거 효율 (%)은 약 22시간 동안 100%에서 두 흡착제에 대해 비슷하였다. 그러나, 그 후에, Pb/Al2O3의 제거 효율은 감소하기 시작하였고, 한편 Bi/TiO2의 제거 효율은 약 45시간까지 100%에서 유지되었다. 약 52시간에, Pb/Al2O3의 제거 효율은 약 83%까지 감소하였고, 한편 Bi/TiO2의 제거 효율은 약 99%로 높게 유지되었다. 또 다른 약 30시간 후에도, Bi/TiO2의 제거 효율은 Pb/Al2O3의 제거 효율까지 감소하지 않았다. 비소 함량은 사용된 Bi/TiO2 및 Pb/Al2O3 물질에서 측정되었고 각각 4.2 wt% 및 2.4 wt%인 것으로 밝혀졌다.
실시예 2 - 아르신을 제거하기 위한 산화티타늄 상의 산화비스무트 (니트레이트 전구체로부터 유도됨) 흡착제 ( Bi / TiO 2 (니트레이트)) 및 산화알루미늄 상의 산화납 흡착제 ( Pb / Al 2 O 3 )(선행 기술)와 산화티타늄 상의 산화비스무트 (시트레이트 전구체로부터 유도됨) 흡착제 (Bi/TiO 2 (시트레이트))의 비교
실험 조건:
산화티타늄 상에 시트레이트 전구체로부터 유도된 산화비스무트를 함유하는 흡착제 약 1 입방 센티미터를 반응기에 로딩하였다. 프로판 중 약 100 ppmw의 아르신을 함유하는 유체를 10 h-1의 액체 시간당 공간 속도 ("LHSV")에서 일정 기간 동안 반응기를 통해 그리고 흡착제 상에 통과시켰다. 유체는 주위 온도 (25 ℃), 액체 상 약 220 psig에 있었다. 아르신은 유체로부터 흡착제 상에 흡착되었다. 산화티타늄 상에 니트레이트 전구체로부터 유도된 비스무트를 함유하는 흡착제 약 1 입방 센티미터를 사용하고 한 번 더 산화알루미늄 상에 납을 함유하는 흡착제 약 1 입방 센티미터를 사용하여 동일한 조건에서 실험을 반복하였다. 결과는 도 2에 나타내었다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 시간의 함수로서 아르신의 제거 효율 (%)은 약 22시간 동안 모두 세 흡착제에 대해 비슷하였다. 그러나, 그 후에, Pb/Al2O3의 제거 효율은 감소하기 시작하였고, 한편 Bi/TiO2(시트레이트) 및 Bi/TiO2(니트레이트)의 제거 효율은 약 38시간까지 100%에서 유지되었다. 이 때에, Bi/TiO2(니트레이트)의 제거 효율은 감소하기 시작하였고, 한편 Bi/TiO2(시트레이트)의 제거 효율은 약 45시간까지 100%에서 유지되었다. 약 52시간에, Pb/Al2O3의 제거 효율은 약 83%까지 감소하였고, 한편 약 56시간에 Bi/TiO2(니트레이트)의 제거 효율은 약 79%까지 감소하였다. 그러나, Bi/TiO2(시트레이트)의 제거 효율은 52시간에 약 99%로 높게 유지되었고 약 56시간에 약 97%에 있었다. 또 다른 약 25시간 후에도, Bi/TiO2(시트레이트)의 제거 효율은 Pb/Al2O3 또는 Bi/TiO2(니트레이트)의 제거 효율까지 감소하지 않았다. 사용된 Bi/TiO2(니트레이트) 샘플 중 비소 함량은 3.1 wt%인 것으로 측정되었다.
실시예 3 - 아르신을 제거하기 위한 산화티타늄 상의 산화비스무트 흡착제 (Bi/TiO 2 )와 산화티타늄 흡착제 (TiO 2 )의 비교.
실험 조건:
약 1 입방 센티미터의 산화티타늄 흡착제를 반응기에 로딩하였다. 프로판 중 약 100 ppmw의 아르신을 함유하는 유체를 10 h-1의 액체 시간당 공간 속도 ("LHSV")에서 일정 기간 동안 반응기를 통해 그리고 흡착제 상에 통과시켰다. 유체는 주위 온도 (25 ℃), 액체 상 약 220 psig에 있었다. 아르신은 유체로부터 흡착제 상에 흡착되었다. 이산화티타늄 상에 산화비스무트를 함유하는 흡착제 약 1 입방 센티미터를 사용하여 동일한 조건에서 실험을 반복하였다. 결과는 도 3에 나타내었다.
도 3에 나타낸 바와 같이, Bi/TiO2의 시간의 함수로서 아르신의 제거 효율 (%)은 TiO2보다 현저히 높았다. 이산화티타늄에 산화비스무트의 첨가는 흡착제 수명을 약 77시간 이상만큼 연장시켰다. 본 실시예는 산화티타늄 (TiO2) 단독은 유체로부터 아르신의 제거에 불활성이지만 Bi/TiO2 흡착제 시스템은 아르신 포획에서 높은 활성을 나타낸다는 것을 보여준다.
실시예 4 - 아르신을 제거하기 위한 산화알루미늄 상의 산화납 흡착제 (Pb/Al 2 O 3 )(선행 기술)와 산화티타늄 상의 산화비스무트 흡착제 ( Bi / TiO 2 )의 비교.
실험 조건:
이산화티타늄 상에 약 2 wt% 산화비스무트를 함유하는 흡착제 (Bi/TiO2(2 wt%)) 약 1 입방 센티미터를 반응기에 로딩하였다. 프로판 중 약 100 ppmw의 아르신을 함유하는 유체를 10 h-1의 액체 시간당 공간 속도 ("LHSV")에서 일정 기간 동안 반응기를 통해 그리고 흡착제 상에 통과시켰다. 유체는 주위 온도 (25 ℃), 액체 상 약 220 psig에 있었다. 아르신은 유체로부터 흡착제 상에 흡착되었다. 반응기에 로딩된 이산화티타늄 상의 비스무트 약 9.4 wt%를 함유하는 흡착제 (Bi/TiO2(9.4 wt%)), 이산화티타늄 상의 비스무트 약 20 wt%를 함유하는 흡착제 (Bi/TiO2(20 wt%)) 및 산화알루미늄 상의 산화납을 함유하는 흡착제 (Pb/Al2O3 (약 20 wt% PbO)) 약 1 입방 센티미터를 사용하여 동일한 조건에서 실험을 반복하였다. 결과는 도 4에 나타내었다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 시간의 함수로서 아르신의 제거 효율 (%)은 약 13시간 동안 모든 흡착제에 대해 비슷하였다. 그러나, 그 후에, Bi/TiO2(2 wt%)의 제거 효율은 다른 흡착제에 비해 급격히 감소하기 시작하였다. 약 22시간에 Pb/Al2O3의 제거 효율은 감소하기 시작하였고, 한편 Bi/TiO2(9.4 wt%) 및 Bi/TiO2(20 wt%)의 제거 효율은 약 34시간까지 100%에서 유지되었다. 그 후에, Bi/TiO2(9.4 wt%)의 제거 효율은 약 45시간까지 100%에서 유지되었고, 한편 Bi/TiO2(20 wt%)의 제거 효율은 약 35시간에 감소하기 시작하였다. 약 52시간에, Pb/Al2O3의 제거 효율은 약 83%까지 감소하였고, 한편 Bi/TiO2(9.4 wt%)의 제거 효율은 약 99%로 높게 유지되었다. 또 다른 약 30시간 후에도, Bi/TiO2(9.4 wt%)의 제거 효율은 Bi/TiO2(20 wt%) 또는 Pb/Al2O3의 제거 효율까지 감소하지 않았다. Bi/TiO2(20 wt%) 및 Bi/TiO2(2 wt%) 샘플에서 얻어진 비소의 흡수량은 각각 약 3.7 wt% 및 약 1.2 wt%인 것으로 밝혀졌다. 이러한 결과는 이산화티타늄 상에 지지된 산화비스무트 흡착제 시스템이 비스무트의 매우 적은 로딩, 예를 들어 적어도 약 2 wt%만큼 낮은 Bi 함량에서 아르신 제거에 활성인 것을 제시한다.
본 명세서의 용어 또는 어구가 관련 기술분야(들)의 통상의 기술자의 지식과 조합하여, 본원에서 제시된 교시내용 및 지침에 비추어 통상의 기술자에 의해 해석될 수 있도록, 본원에서 사용된 어구 또는 용어는 제한이 아니라 설명의 목적을 위한 것임을 이해해야 한다.
본원에서 개시된 다양한 측면은 설명을 위해 본원에서 언급된 공지된 성분에 대한 현재 및 미래 공지된 등가물을 포함한다. 또한, 측면 및 적용을 나타내고 기재하였지만, 본원에 개시된 본 발명의 개념을 벗어남 없이 상기 언급된 것보다 많은 변형이 가능하다는 것은 본 개시내용의 이점을 갖는 통상의 기술자에게 명백할 것이다.

Claims (124)

  1. 금속 산화물, 준금속 산화물 또는 활성탄 중 적어도 하나를 포함하는 지지체 상의 비스무트 물질; 및
    비소 물질
    을 포함하는 흡착제 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 비스무트 물질이 원소 비스무트 및 비스무트 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 흡착제 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 비스무트 물질이 산화비스무트를 포함하는 것인 흡착제 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 산화비스무트가 유기 비스무트 화합물, 무기 비스무트 화합물, 유기 비스무트 염, 무기 비스무트 염 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 전구체로부터 유도된 것인 흡착제 조성물.
  5. 제3항에 있어서, 산화비스무트가 적어도 부분적으로 비스무트 시트레이트 전구체, 비스무트 니트레이트 전구체 또는 그의 조합으로부터 유도된 것인 흡착제 조성물.
  6. 제3항에 있어서, 산화비스무트가 산화비스무트(III) (Bi2O3)인 흡착제 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 지지체가 금속 산화물을 포함하는 것인 흡착제 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 금속 산화물이 고표면적 금속 산화물인 흡착제 조성물.
  9. 제7항에 있어서, 금속 산화물이 산화티타늄, 산화세륨, 산화알루미늄, 산화규소, 산화지르코늄, 산화마그네슘, 제올라이트, 활성탄 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 흡착제 조성물.
  10. 제7항에 있어서, 금속 산화물이 이산화티타늄을 포함하는 것인 흡착제 조성물.
  11. 제10항에 있어서, 이산화티타늄이 아나타제 형태로 존재하는 것인 흡착제 조성물.
  12. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 이산화규소 (SiO2)를 추가로 포함하는 흡착제 조성물.
  13. 제1항에 있어서, 비소 물질이 원소 비소 및 비소-함유 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 흡착제 조성물.
  14. 제1항에 있어서, 약 5 질량% 이하의 납 함량을 포함하는 흡착제 조성물.
  15. 제1항에 있어서, 납-무함유인 흡착제 조성물.
  16. 제1항에 있어서, 약 0.01 질량% 내지 약 20 질량%의 비소 물질을 포함하는 흡착제 조성물.
  17. 제1항에 있어서, 약 0.1 질량% 내지 약 15 질량%의 비소 물질을 포함하는 흡착제 조성물.
  18. 제1항에 있어서, 약 0.5 질량% 내지 약 7 질량%의 비소 물질을 포함하는 흡착제 조성물.
  19. 제1항에 있어서, 약 0.1 질량% 내지 약 2 질량%의 비스무트 물질을 포함하는 흡착제 조성물.
  20. 제1항에 있어서, 약 2 질량% 내지 약 50 질량%의 비스무트 물질을 포함하는 흡착제 조성물.
  21. 제20항에 있어서, 약 5 질량% 내지 약 15 질량%의 비스무트 물질을 포함하는 흡착제 조성물.
  22. 제21항에 있어서, 약 8 질량% 내지 약 11 질량%의 비스무트 물질을 포함하는 흡착제 조성물.
  23. 제7항에 있어서, 지지체가 적어도 5 질량%의 금속 산화물을 포함하는 것인 흡착제 조성물.
  24. 제23항에 있어서, 지지체가 적어도 50 질량%의 금속 산화물을 포함하는 것인 흡착제 조성물.
  25. 제24항에 있어서, 지지체가 적어도 75 질량%의 금속 산화물을 포함하는 것인 흡착제 조성물.
  26. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 금속 산화물이 약 1 ㎛ 내지 약 10 ㎜의 크기를 갖는 입자를 포함하는 것인 흡착제 조성물.
  27. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 금속 산화물이 약 50 ㎡/g 내지 약 600 ㎡/g의 표면적을 갖는 것인 흡착제 조성물.
  28. 제1항에 있어서, 지지체가 약 15 질량% 이하의 수분 함량을 포함하는 것인 흡착제 조성물.
  29. 제28항에 있어서, 지지체가 수분-무함유인 흡착제 조성물.
  30. 제1항에 있어서, 지지체의 표면적이 약 20 ㎡/g 내지 약 600 ㎡/g인 흡착제 조성물.
  31. 제30항에 있어서, 표면적이 약 250 ㎡/g 내지 약 350 ㎡/g인 흡착제 조성물.
  32. 제1항에 있어서, 타블릿, 압출물, 펠릿, 막대, 성형물 및 단일체로 이루어진 군으로부터 선택된 형태로 존재하는 흡착제 조성물.
  33. 제1항에 있어서, 아르신 분석기를 사용한 건식 측색 방법에 의해 측정 시 약 90% 이상의 아르신 제거 효율을 갖는 흡착제 조성물.
  34. 제1항에 있어서, 아르신 분석기를 사용한 건식 측색 방법에 의해 측정 시 약 100%의 아르신 제거 효율을 갖는 흡착제 조성물.
  35. 제1항에 있어서, 지지체 상에 산화은, 산화철, 산화망가니즈, 산화세륨, 산화바나듐, 산화주석 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물을 추가로 포함하는 흡착제 조성물.
  36. 제1항에 있어서, 지지체가 약 0.01 cc/g 내지 약 5 cc/g의 세공 부피를 포함하는 것인 흡착제 조성물.
  37. 제36항에 있어서, 지지체가 약 0.2 cc/g 내지 약 1 cc/g의 세공 부피를 포함하는 것인 흡착제 조성물.
  38. 제1항에 있어서, 지지체가 약 1 Å 내지 약 750 Å의 세공 크기를 포함하는 것인 흡착제 조성물.
  39. 제38항에 있어서, 지지체가 약 10 Å 내지 약 500 Å의 세공 크기를 포함하는 것인 흡착제 조성물.
  40. 지지체 상의 산화비스무트 및 적어도 하나의 활성 금속 산화물의 혼합물
    을 포함하며,
    여기서 적어도 하나의 활성 금속 산화물은 산화은, 산화철, 산화망가니즈, 산화세륨, 산화바나듐, 산화주석 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    산화비스무트는 적어도 부분적으로 비스무트 염 전구체로부터 유도된 것인, 흡착제 조성물.
  41. 제40항에 있어서, 지지체가 적어도 하나의 고표면적 금속 산화물을 포함하는 것인 흡착제 조성물.
  42. 제40항에 있어서, 지지체가 산화티타늄, 산화세륨, 산화알루미늄, 산화규소, 산화마그네슘, 제올라이트 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 금속 산화물을 포함하는 것인 흡착제 조성물.
  43. 제40항에 있어서, 비스무트 염 전구체가 비스무트 시트레이트를 포함하는 것인 흡착제 조성물.
  44. 제40항에 있어서, 약 5 질량% 이하의 납 함량을 포함하는 흡착제 조성물.
  45. 제40항에 있어서, 납-무함유인 흡착제 조성물.
  46. 금속 산화물을 포함하는 지지체 상에 산화비스무트를 분산시키는 것을 포함하며, 여기서 지지체를, 비스무트 염을 포함하는 전구체와 접촉시키는 것인, 흡착제 조성물의 제조 방법.
  47. 제46항에 있어서, 금속 산화물이 산화티타늄, 산화세륨, 산화알루미늄, 산화규소, 산화마그네슘, 제올라이트 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 방법.
  48. 제46항에 있어서, 비스무트 염 전구체가 비스무트 시트레이트를 포함하는 것인 방법.
  49. 제46항에 있어서, 전구체가 비스무트 카르복실레이트를 추가로 포함하는 것인 방법.
  50. 제46항에 있어서, 지지체 상에 산화비스무트를 분산시키는 것이 지지체에 산화비스무트를 함침시키는 것을 포함하는 것인 방법.
  51. 제46항에 있어서, 지지체가 아나타제 형태의 이산화티타늄을 포함하는 것인 방법.
  52. 제46항에 있어서, 흡착제 조성물이 약 5 질량% 이하의 납 함량을 포함하는 것인 방법.
  53. 제46항에 있어서, 흡착제 조성물이 납 무함유인 방법.
  54. 제46항에 있어서, 지지체가 약 15 질량% 이하의 수분 함량을 포함하는 것인 방법.
  55. 제46항에 있어서, 지지체가 수분 무함유인 방법.
  56. 비소-함유 유체를, 비스무트 물질을 포함하는 흡착제 조성물과 접촉시키는 것
    을 포함하는, 비소 물질의 흡착 방법.
  57. 제56항에 있어서, 비스무트 물질이 금속 산화물, 준금속 산화물 또는 활성탄 중 적어도 하나를 포함하는 지지체 상에 존재하는 것인 방법.
  58. 제56항 또는 제57항에 있어서, 비스무트 물질이 원소 비스무트 및 비스무트 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 방법.
  59. 제56항 또는 제57항에 있어서, 비스무트 물질이 산화비스무트를 포함하는 것인 방법.
  60. 제59항에 있어서, 산화비스무트가 유기 비스무트 화합물, 무기 비스무트 화합물, 유기 비스무트 염 및 무기 비스무트 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 전구체로부터 유도된 것인 방법.
  61. 제59항에 있어서, 산화비스무트가 적어도 부분적으로 비스무트 시트레이트 전구체, 비스무트 니트레이트 전구체 또는 그의 조합으로부터 유도된 것인 방법.
  62. 제59항에 있어서, 산화비스무트가 산화비스무트(III) (Bi2O3)인 방법.
  63. 제57항에 있어서, 지지체가 금속 산화물을 포함하는 것인 방법.
  64. 제63항에 있어서, 금속 산화물이 고표면적 금속 산화물인 방법.
  65. 제63항에 있어서, 금속 산화물이 산화티타늄, 산화세륨, 산화알루미늄, 산화규소, 산화지르코늄, 산화마그네슘, 제올라이트, 활성탄 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 방법.
  66. 제63항에 있어서, 금속 산화물이 이산화티타늄을 포함하는 것인 방법.
  67. 제66항에 있어서, 이산화티타늄이 아나타제 형태로 존재하는 것인 방법.
  68. 제63항 내지 제67항 중 어느 한 항에 있어서, 이산화규소 (SiO2)를 추가로 포함하는 방법.
  69. 제56항 또는 제57항에 있어서, 비소 물질이 원소 비소 및 비소-함유 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 방법.
  70. 제56항 또는 제57항에 있어서, 비소-함유 유체가 아르신을 포함하는 것인 방법.
  71. 제56항 또는 제57항에 있어서, 흡착제 조성물이 약 5 질량% 이하의 납 함량을 포함하는 것인 방법.
  72. 제56항 또는 제57항에 있어서, 흡착제 조성물이 납-무함유인 방법.
  73. 제56항 또는 제57항에 있어서, 약 0.01 질량% 내지 약 20 질량%의 비소 물질을 포함하는 방법.
  74. 제56항 또는 제57항에 있어서, 약 0.1 질량% 내지 약 15 질량%의 비소 물질을 포함하는 방법.
  75. 제56항 또는 제57항에 있어서, 약 0.5 질량% 내지 약 7 질량%의 비소 물질을 포함하는 방법.
  76. 제56항 또는 제57항에 있어서, 약 0.1 질량% 내지 약 2 질량%의 비스무트 물질을 포함하는 방법.
  77. 제56항 또는 제57항에 있어서, 약 2 질량% 내지 약 50 질량%의 비스무트 물질을 포함하는 방법.
  78. 제77항에 있어서, 약 5 질량% 내지 약 15 질량%의 비스무트 물질을 포함하는 방법.
  79. 제78항에 있어서, 약 8 질량% 내지 약 11 질량%의 비스무트 물질을 포함하는 방법.
  80. 제63항에 있어서, 지지체가 적어도 5 질량%의 금속 산화물을 포함하는 것인 방법.
  81. 제80항에 있어서, 지지체가 적어도 50 질량%의 금속 산화물을 포함하는 것인 방법.
  82. 제81항에 있어서, 지지체가 적어도 75 질량%의 금속 산화물을 포함하는 것인 방법.
  83. 제63항 내지 제67항 중 어느 한 항에 있어서, 금속 산화물이 약 1 ㎛ 내지 약 10 ㎜의 크기를 갖는 입자를 포함하는 것인 방법.
  84. 제63항 내지 제67항 중 어느 한 항에 있어서, 금속 산화물이 약 50 ㎡/g 내지 약 600 ㎡/g의 표면적을 갖는 것인 방법.
  85. 제57항에 있어서, 지지체가 약 15 질량% 이하의 수분 함량을 포함하는 것인 방법.
  86. 제85항에 있어서, 지지체가 수분-무함유인 방법.
  87. 제57항에 있어서, 지지체의 표면적이 약 20 ㎡/g 내지 약 600 ㎡/g인 방법.
  88. 제87항에 있어서, 표면적이 약 250 ㎡/g 내지 약 350 ㎡/g인 방법.
  89. 제56항 또는 제57항에 있어서, 흡착제 조성물이 타블릿, 압출물, 펠릿, 막대, 성형물 및 단일체로 이루어진 군으로부터 선택된 형태로 존재하는 것인 방법.
  90. 제56항 또는 제57항에 있어서, 흡착제 조성물이 아르신 분석기를 사용한 건식 측색 방법에 의해 측정 시 약 90% 이상의 아르신 제거 효율을 갖는 것인 방법.
  91. 제56항 또는 제57항에 있어서, 흡착제 조성물이 아르신 분석기를 사용한 건식 측색 방법에 의해 측정 시 약 100%의 아르신 제거 효율을 갖는 것인 방법.
  92. 제57항에 있어서, 흡착제 조성물이 지지체 상에 산화은, 산화철, 산화망가니즈, 산화세륨, 산화바나듐, 산화주석 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물을 추가로 포함하는 것인 방법.
  93. 제57항에 있어서, 지지체가 약 0.01 cc/g 내지 약 5 cc/g의 세공 부피를 포함하는 것인 방법.
  94. 제93항에 있어서, 지지체가 약 0.2 cc/g 내지 약 1 cc/g의 세공 부피를 포함하는 것인 방법.
  95. 제57항에 있어서, 지지체가 약 1 Å 내지 약 750 Å의 세공 크기를 포함하는 것인 방법.
  96. 제95항에 있어서, 지지체가 약 10 Å 내지 약 500 Å의 세공 크기를 포함하는 것인 방법.
  97. 제56항 또는 제57항에 있어서, 공정 스트림이 석유 공정, 석유화학 공정, 중합 공정, 합성 가스 공정 및 반도체 공정으로 이루어진 군으로부터 선택된 공정의 일부분인 방법.
  98. 제97항에 있어서, 공정 스트림이 석유화학 공정의 일부분이며, 공정 스트림이 천연 가스를 포함하는 것인 방법.
  99. 제97항에 있어서, 공정 스트림이 정제소 오프-가스, 유체 촉매 크래킹 오프-가스, 스팀 크래커 오프-가스, 셰일 가스 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 가스를 포함하며, 가스가 아세틸렌, 메틸 아세틸렌 및 프로파디엔 중 적어도 하나를 포함하는 반응성 성분을 함유하는 것인 방법.
  100. 산화티타늄을 포함하는 지지체 상의 비스무트 물질; 및
    흡착제의 표면 상에 흡착된 비소 물질
    을 포함하는 흡착제.
  101. 제100항에 있어서, 비스무트 물질이 산화비스무트를 포함하는 것인 흡착제.
  102. 제100항에 있어서, 비스무트 물질이 적어도 부분적으로 비스무트 시트레이트 전구체로부터 유도된 것인 흡착제.
  103. 제102항에 있어서, 산화비스무트가 산화비스무트(III) (Bi2O3)인 흡착제.
  104. 제100항에 있어서, 이산화티타늄이 아나타제 형태로 존재하는 것인 흡착제.
  105. 제100항에 있어서, 흡착제가 약 5 질량% 이하의 납 함량을 포함하는 것인 흡착제.
  106. 제105항에 있어서, 흡착제가 납-무함유인 흡착제.
  107. 제100항에 있어서, 약 2 질량% 내지 약 50 질량%의 비스무트 물질을 포함하는 흡착제.
  108. 제107항에 있어서, 약 5 질량% 내지 약 15 질량%의 비스무트 물질을 포함하는 흡착제.
  109. 제108항에 있어서, 약 8 질량% 내지 약 11 질량%의 비스무트 물질을 포함하는 흡착제.
  110. 제100항에 있어서, 지지체가 적어도 5 질량%의 산화티타늄을 포함하는 것인 흡착제.
  111. 제110항에 있어서, 지지체가 적어도 50 질량%의 산화티타늄을 포함하는 것인 흡착제.
  112. 제111항에 있어서, 지지체가 적어도 75 질량%의 산화티타늄을 포함하는 것인 흡착제.
  113. 제100항에 있어서, 지지체가 약 15 질량% 이하의 수분 함량을 포함하는 것인 흡착제.
  114. 제113항에 있어서, 지지체가 수분-무함유인 흡착제.
  115. 제100항에 있어서, 지지체의 표면적이 약 20 ㎡/g 내지 약 600 ㎡/g인 흡착제.
  116. 제115항에 있어서, 표면적이 약 250 ㎡/g 내지 약 350 ㎡/g인 흡착제.
  117. 제100항에 있어서, 흡착제가 타블릿, 압출물, 펠릿, 막대, 성형물 및 단일체로 이루어진 군으로부터 선택된 형태로 존재하는 것인 흡착제.
  118. 제100항에 있어서, 아르신 분석기를 사용한 건식 측색 방법에 의해 측정 시 약 90% 이상의 아르신 제거 효율을 갖는 흡착제.
  119. 제100항에 있어서, 아르신 분석기를 사용한 건식 측색 방법에 의해 측정 시 약 100% 이상의 아르신 제거 효율을 갖는 흡착제.
  120. 제100항에 있어서, 지지체 상에 산화은, 산화철, 산화망가니즈, 산화세륨, 산화바나듐, 산화주석 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물을 추가로 포함하는 흡착제.
  121. 제100항에 있어서, 지지체가 약 0.01 cc/g 내지 약 5 cc/g의 세공 부피를 포함하는 것인 흡착제.
  122. 제121항에 있어서, 지지체가 약 0.2 cc/g 내지 약 1 cc/g의 세공 부피를 포함하는 것인 흡착제.
  123. 제100항에 있어서, 지지체가 약 1 Å 내지 약 750 Å의 세공 크기를 포함하는 것인 흡착제.
  124. 제123항에 있어서, 지지체가 약 10 Å 내지 약 500 Å의 세공 크기를 포함하는 것인 흡착제.
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