一種輕烴尾氣凈化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及除去尾氣中揮發(fā)性物質(zhì)的凈化劑,屬于大氣污染凈化領(lǐng)域,具體說是一種輕烴尾氣凈化劑及其制備方法。該凈化劑可用于除去(吸附)輕烴尾氣中揮發(fā)性砷化物、磷化物、硫化物等。所述揮發(fā)性砷化物、磷化物、硫化物包括砷化氫、磷化氫、硫化氫、羰基硫等。
【背景技術(shù)】
[0002]輕烴氣體主要包括Cl的天然氣,C2-C4的烷烴、烯烴、炔烴,是目前能源和化工產(chǎn)品的主要原料。輕烴類氣體主要源于天然氣和石油的煉制加工。
[0003]Cl天然氣是潔凈、環(huán)保、安全的能源,但天然氣中含有對人體有害的含硫化合物如硫化氫、羰基硫,隨著天然氣被日益廣泛的使用,使人們對天然氣中的含硫化合物的凈化更為關(guān)注。我國天然氣中普遍含硫化氫和羰基硫,產(chǎn)生硫化氫和羰基硫有兩種形式:一種為有機(jī)質(zhì)在地下熱解成烴氣的同時,伴生有硫化氫和羰基硫;另一種為烴氣與硫酸鹽化學(xué)作用產(chǎn)生的硫化氫和羰基硫。根據(jù)天然氣中硫化物的組分量,可將原料天然氣劃分為低含硫氣(硫化物小于0.3%),中含硫氣(硫化物為0.3%?5%),高含硫氣(硫化物大于5%)。我國主要天然氣田均為高含硫氣氣田,如四川普光氣田等。
[0004]C2-C4烴類氣體主要由石油深加工獲得,原油的質(zhì)量和雜質(zhì)含量決定了其品質(zhì)。我國陸地開采的石油和從俄羅斯中亞進(jìn)口的石油屬于陸相成油,其中含有較高的砷化物和磷化物。從近海開采的石油和從中東進(jìn)口的石油屬于海相成油,其中含有較高的硫化物。隨著我國石化工業(yè)的發(fā)展,特別是聚烯烴工業(yè)的發(fā)展,原油開采不斷加深,油品中雜質(zhì)含量特別是砷化物、磷化物、硫化物含量呈逐年上升的趨勢。另一方面國內(nèi)煉油廠原油的變化、深加工技術(shù)的改進(jìn)和加工能力的不斷提高,導(dǎo)致砷化物、磷化物、硫化物存在于不同煉油產(chǎn)品中。高砷、磷、硫油品二次加工所得的產(chǎn)品,如乙烯、丙烯等原料氣的工廠深加工過程、聚合過程和實(shí)驗(yàn)室分析過程中,原料尾氣中的砷化物、磷化物、硫化物對周圍人員安全產(chǎn)生威脅。凈化處理尾氣中的砷化物、磷化物、硫化物是保證安全生產(chǎn)的前提。
[0005]揮發(fā)性砷化物、磷化物、硫化物是對人體劇毒的物質(zhì),吸入250ppm的砷化氫、磷化氣便會迅速死亡,而暴露在30ppm的砷化氣、磷化氣中30分鐘亦可致命。長期暴露在1ppm的砷化氫、磷化氫也可致命。暴露于0.5ppm的砷化氫、磷化氫后會出現(xiàn)中毒癥狀。國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定砷化氣、磷化氣最高允許濃度為5X 10 smg/m3。硫化氣、羰基硫通常狀態(tài)下為有臭雞蛋氣味的無色氣體,在1ppb濃度人們就能夠聞到刺鼻的臭味。在濃度達(dá)到10ppm就能引起人體中毒,暴露在600ppm濃度的硫化氣或撰基硫氣體中時30分鐘即致命。暴露在800ppm濃度的硫化氫<或羰基硫氣體中時5分鐘即致命。在濃度達(dá)100ppm時,能立即致人死亡。國豕環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定硫化氣和撰基硫最聞允許濃度為10X106mg/m3。
[0006]目前,國內(nèi)外輕烴尾氣吸附脫除雜質(zhì)的方法主要有濕式法和干式法。濕式法通過氣液交換將氣體中的雜質(zhì)轉(zhuǎn)移到液相中,有比較高的雜質(zhì)吸附脫除容量。干式法通過氣固交換將氣體中的雜質(zhì)吸附到高比表面吸附劑或脫除劑中,有比較高的雜質(zhì)吸附脫除精度。
[0007]輕烴氣體中吸附脫除雜質(zhì)的吸附劑或脫除劑類專利文獻(xiàn)很多,主要應(yīng)用在天然氣開采和生產(chǎn)過程中,或烯烴制備和生產(chǎn)過程中引起催化劑中毒失活方面,且都針對單一原料的單一雜質(zhì)。如中國專利CN101082007A、CN1653164A、CN1431281A等,公開一種天然氣脫硫方法。如中國專利CN101602642A公開了一種用于丙烯、乙烯輕烴物料脫砷的凈化劑及其制備方法。如中國專利CN1565706A公開用以化學(xué)吸附氫化物氣體的潔凈劑及凈化有害氣體的方法。
[0008]輕烴尾氣中脫除砷化物、磷化物、硫化物的凈化劑,由于要應(yīng)用在環(huán)境凈化領(lǐng)域,其脫除氣體組成復(fù)雜,脫除雜質(zhì)種類多,脫除雜質(zhì)精度高,國內(nèi)還沒有專利報(bào)道。
[0009]從專業(yè)角度講,吸附劑或脫除劑主要針對催化劑和工業(yè)生產(chǎn),脫除原料中的對催化劑有毒或腐蝕生產(chǎn)設(shè)備的雜質(zhì),而凈化劑主要針對人體和環(huán)境領(lǐng)域。應(yīng)用在環(huán)境領(lǐng)域,要求更高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷,本發(fā)明的目的在于提供一種輕烴尾氣凈化劑及其制備方法,該凈化劑在常溫下,可通過化學(xué)吸附和物理吸附除去工業(yè)生產(chǎn)或?qū)嶒?yàn)過程中輕烴尾氣中對人體有害的揮發(fā)性砷化氫、磷化氫、硫化氫、羰基硫;其成分簡單,容易獲取,成本低廉,凈化劑制備過程簡單,原料易得,生產(chǎn)成本低,無環(huán)境污染。
[0011]為達(dá)到以上目的,本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
[0012]一種輕烴尾氣凈化劑,包括載體和活性組分,其特征在于:
[0013]所述載體為活性炭或分子篩;
[0014]所述活性組分包括:可溶性銅鹽、可溶性鋅鹽、硝酸銀和高錳酸鉀;
[0015]按質(zhì)量百分比計(jì),載體和各活性組分的配比為:
[0016]活性炭或分子篩為86.5%?98.0%,
[0017]可溶性銅鹽為0.5%?5.0%,
[0018]可溶性鋅鹽為0.5%?5.0%,
[0019]硝酸銀為0.5%?1.0%,
[0020]高錳酸鉀為0.5%?2.5%。
[0021]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,所述可溶性銅鹽為硫酸鹽、氯化鹽、硝酸鹽、醋酸鹽中的一種;
[0022]所述可溶性鋅鹽為硫酸鹽、氯化鹽、硝酸鹽、醋酸鹽中的一種。
[0023]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,按質(zhì)量百分比計(jì),載體和各活性組分的配比為:
[0024]活性炭或分子篩為89%?94.5%,
[0025]可溶性銅鹽為2.0%?4.0%,
[0026]可溶性鋅鹽為2.0%?4.0%,
[0027]硝酸銀為0.5%?1.0%,
[0028]高錳酸鉀為1.0%?2.0%。
[0029]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,所述活性炭的指標(biāo)為:堆密度0.45g/ml,硬度97,顆粒尺寸0.6?1.7謹(jǐn),灰分2% ;
[0030]所述分子篩的指標(biāo)為:堆密度0.62?0.67g/ml,抗壓強(qiáng)度大于30N,顆粒尺寸1.6?2.5mm,硅鋁比2?3。
[0031]上述輕烴尾氣凈化劑的制備方法,包括以下步驟:
[0032]( I)按配比取可溶性銅鹽、可溶性鋅鹽、硝酸銀、高錳酸鉀,將四種可溶性金屬鹽配制成混合水溶液;
[0033](2)按配比取活性炭或分子篩,將活性炭或分子篩作為載體浸潰在步驟(I)制備的混合水溶液中,在75?85°C條件下,機(jī)械攪拌24小時,使可溶性金屬鹽負(fù)載于活性炭或分子篩上,得到負(fù)載活性金屬載體的溶液;
[0034](3)將所述負(fù)載活性金屬載體的溶液在100?110°C條件下,干燥直至溶液完全蒸發(fā),得到負(fù)載活性金屬載體的活性炭顆?;蜇?fù)載活性金屬載體的分子篩顆粒;
[0035](4)將所述負(fù)載活性金屬載體的活性炭顆粒或負(fù)載活性金屬載體的分子篩顆粒,用濃度為68%?70%的硝酸和濃度為50%的雙氧水按1:1混合后進(jìn)行氧化處理,室溫浸泡5小時;
[0036](5)將氧化處理后的負(fù)載活性金屬載體的活性炭顆粒或負(fù)載活性金屬載體的分子篩顆粒過濾出來,用蒸餾水洗滌,直至負(fù)載活性金屬載體的活性炭顆?;蜇?fù)載活性金屬載體的分子篩顆粒的PH值為5?7 ;
[0037](6)在干燥溫度90?95°C條件下,使洗滌后的負(fù)載活性金屬載體的活性炭顆粒或負(fù)載活性金屬載體的分子篩顆粒干燥8?10小時,得到成品凈化劑。
[0038]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,在步驟(I)制備的混合水溶液中,以質(zhì)量百分比計(jì),含有可溶性銅鹽為1.0%?10.0%,含有可溶性鋅鹽為1.0%?10.0%,含有可溶性硝酸銀為1.0%