一種用於脫除焦化苯中噻吩和CS₂的吸附劑及其製備方法

2023-05-25 00:50:31

專利名稱：一種用於脫除焦化苯中噻吩和CS2的吸附劑及其製備方法
技術領域：
本發明一種用於脫除焦化苯中噻吩和CS2的吸附劑及其製備方法，主要涉及一種焦 化苯精製中噻吩和CS2脫除用吸附劑及其製備方法，屬於環境保護和焦化副產物有效利
用方面的技術領域。
背景技術：
目前國內對工業純苯的需求量越來越大，而石油資源日漸緊缺，因此發展焦化苯產
業是一項非常緊迫且重要的任務。焦化苯是焦化粗苯中沸點低於15(TC的餾分所組成的 混合物。由於焦化苯中含有噻吩和CS2，這在很大程度上限制了它的使用範圍，因此焦 化苯中噻吩和CS2的脫除顯得日趨重要。目前國內中小型焦化廠普遍採用的是硫酸酸洗 法，工業上大噸位的焦化苯脫硫採用的是催化加氫法。而吸附法脫硫與硫酸酸化法相比， 以設備腐蝕小、環境汙染少、深度脫硫效果顯著的優點，與加氫脫硫相比，以所需溫度 較低、壓力較小、而且不耗費氫氣的優點越來越受到人們的關注。這種用於吸附法脫除 焦化苯中噻吩和CS2的吸附劑尚未見專利報導。
對能脫除焦化苯中噻吩的吸附劑的相關研究，大都處在機理探討的層次。如羅國
華等人對X、 Y、 ZSM-5、 Silicalite-I系列分子篩選擇吸附焦化苯中噻吩的性能進行了考 察，結果表明ZSM-5和Silicalite-I分子篩具有明顯的選擇吸附能力。對ZSM-5分子篩進行 012+交換及表面矽垸化處理改性，在一定程度上提高了吸附選擇性。譚小耀等人對ZSM-5 改性分子篩的吸附條件和吸附動力學進行研究，發現該吸附體系中大孔擴散、表面擴散 及吸附、反應阻力都起著重要的作用。李蘭等人研究了ZSM-5分子篩選擇吸附脫除焦化 苯中微量噻吩的性能，結果表明經過C^+交換改性的CuNaZSM-5分子篩主要通過C^+與 噻吩形成的7i-絡合鍵選擇吸附苯中噻吩。江雨生等人研究了應用程式升溫吸附脫附法對 噻吩在鎳系非晶態合金上的吸附和脫附，結果表明常溫下，噻吩在非晶態合金表面發生 物理吸附和化學吸附，物理吸附的噻吩可以脫附，而化學吸附的噻吩在非晶態合金表面 被活化，發生氫解反應，C-S鍵斷裂，硫留在鎳系非晶態合金上，釋放出烴類。脫除CS2 的吸附材料一般為活性碳、活性碳纖維以及樹脂等。但目前對焦化苯中噻吩與CS2能 同時脫除的吸附劑還未見文獻報導。

發明內容
本發明一種用於脫除焦化苯中噻吩和cs2的吸附劑及其製備方法，目的在於提供一 種同時脫除焦化苯中噻吩和cs2的吸附劑及其製備方法的技術方案。
本發明一種用於脫除焦化苯中噻吩和CS2的吸附劑，其特徵在於一種能夠同時脫除
焦化苯中噻吩和CS2的吸附劑，它的通式為AgCe -Al203，以Y-Al203為載體，負載由 質量含量8-15%的Ag和質量含量為8-15%的Ce所組成的活性成分，其中Ag以Ag20 的形態存在，Ce以Ce02的形態存在。
上述一種用於脫除焦化苯中噻吩和CS2的吸附劑的製備方法，其特徵在於 I、稱取，八1203粉末置於陶瓷坩堝中，在馬弗爐中300-70(TC下焙燒2-8小時，然 後取出，在空氣中自然降至室溫；
II 、將步驟I所製得的物質放入AgN03和Ce(N03)3混合的水溶液中，？Al203與 溶液的比例為每克y-A1203加入2-10ml的AgN03和Ce(N03)3混合的水溶液；所述的 AgN03和Ce(N03)3混合的水溶液，AgN03的濃度為0.8-2mol/L， Ce(N03)3的濃度為 0.8-2mol/L;在20-80'C下浸漬5-48小時，抽濾得到濾餅；
m、將步驟II中所製得的濾餅在80-120'C下烘2-12小時，然後在馬弗爐中450-700°C 下焙燒l-5小時，製得活性成分由存在形態是Ag20，質量含量為8-15M的Ag和存在形 態是Ce02，質量含量為8-15%的Ce所組成的AgCe/Y-Al203吸附劑。
將III所製得的吸附劑與噻吩濃度為500ppm， CS2濃度為200ppm的焦化苯以lg吸 附劑對應15-20mL焦化苯的比例加入試劑瓶中，蓋上瓶蓋確保試劑瓶密封完好，在常壓、 25'C下放置24-48小時後，使用氣相色譜進行檢測可得到吸附後焦化苯中噻吩與CS2的 濃度，計算得吸附劑的硫容。
本發明一種用於脫除焦化苯中噻吩和CS2的吸附劑及其製備方法的優點在於
I、 與現有技術相比，本發明吸附劑能同時脫除焦化苯中的噻吩與CS2。在常壓、 25'C下就能將焦化苯中的噻吩從500ppm脫除到20ppm以下，同時能將焦化苯中的CS2 從200ppm脫除到l卯m以下，效果明顯於其它吸附劑。
II、 本發明的吸附劑所負載的活性成分以Ag20形態存在的Ag和以Ce02形態存 在的Ce能協同脫除焦化苯中的噻吩與CS2。
III、 本發明的吸附劑使用壽命長，選擇性好，容易再生。
IV、 本發明的吸附劑對設備無腐蝕，環境汙染小。
V、 本發明的吸附劑除了可用於焦化苯中噻吩與CS2的脫除，還可廣泛用於油品中噻吩的脫除，具有很好的市場前景，適用於工業化推廣。


圖1為本發明吸附劑AgCe/y-Al203的X射線衍射圖，其中橫坐標為2^角，縱坐標為 衍射強度；1為Ce02的X射線衍射峰；2為Ag20的X射線衍射峰；3為Y-A1203的X 射線衍射峰。
具體實施例方式
實施方式l
I、 稱取10g的Y-Al2O3粉末置於陶瓷坩堝中，在馬弗爐中70(TC下焙燒2小時， 然後取出，在空氣中自然降至室溫。
II、 把步驟I所得的物質放入100mLAgNO3濃度為2mol/L， Ce(N03)3濃度為 0.8mol/L的水溶液中，在8(TC下浸泡5小時，抽濾得到濾餅；
III、 把步驟II中所製得的濾餅在8(TC下烘12小時，然後在馬弗爐中70(TC下焙燒 5小時，製得活性成分由存在形態是Ag20，質量含量為15%的Ag和存在形態是Ce02， 質量含量為8%的Ce所組成的AgCe/Y-Al203吸附劑；
將III所製得的吸附劑lg置於20mL的試劑瓶中，向試劑瓶中加入20mL噻吩濃度為 500ppm， CS2濃度為200ppm的焦化苯，蓋上瓶蓋確保試劑瓶密封完好，在常壓、25°C 下放置48小時後，使用氣相色譜進行檢測可得到吸附後的焦化苯中噻吩與CS2的濃度， 計算得吸附劑的硫容，該吸附劑可使焦化苯中噻吩與CS2濃度分別達到15ppm與Oppm; 硫容為7.13mgS/g吸附劑。 實施方式2
I、稱取10g的Y-Al2O3粉末置於陶瓷坩堝中，在馬弗爐中30(TC下焙燒8小時， 然後取出，在空氣中自然降至室溫；
II 、把步驟I所得的物質放入20mLAgNO3濃度為2mol/L， Ce(N03)3濃度為2mol/L 的水溶液中，在20'C下浸泡48小時，抽濾得到濾餅；
m、把步驟II中所製得的濾餅在12(TC下烘2小時，然後在馬弗爐中45(TC下焙燒 5小時，製得活性成分由存在形態是Ag20,質量含量為12%的Ag和存在形態是Ce02， 質量含量為15%的Ce所組成的AgCe/y-Al203吸附劑；
將III所製得的吸附劑lg置於20mL的試劑瓶中，向試劑瓶中加入20mL噻吩濃度為500ppm， CS2濃度為200ppm的焦化苯，蓋上瓶蓋確保試劑瓶密封完好，在常壓、25°C 下放置24小時後，使用氣相色譜進行檢測即可得到吸附後的焦化苯中噻吩與CS2的濃 度，計算得吸附劑的硫容，該吸附劑可使焦化苯中噻吩與CS2濃度分別達到18ppm與 Oppm;硫容為7.11mgS/g吸附劑。 實施方式3
I、 稱取10g的Y-Al2O3粉末置於陶瓷坩堝中，在馬弗爐中60(TC下焙燒3.5小時， 然後取出，在空氣中自然降至室溫。
II、 把步驟I所得的物質放入40mL AgN03濃度為1.5mol/L， Ce(N03)3濃度為 lmol/L的水溶液中，在4(TC下浸泡10小時，抽濾得到濾餅。
III、 把步驟II中所製得的濾餅在10(TC下烘6小時，然後在馬弗爐中50(TC下焙燒 3小時，製得活性成分由存在形態是Ag20，質量含量為10%的Ag和存在形態是Ce02， 質量含量為8%的Ce所組成的M/，Al2Cb吸附劑；
將III所製得的吸附劑lg置於20mL的試劑瓶中，向試劑瓶中加入18mL噻吩濃度 為500ppm， CS2濃度為200ppm的焦化苯，蓋上瓶蓋確保試劑瓶密封完好，在常壓、25°C 下放置48小時後，使用氣相色譜進行檢測可得到吸附後的焦化苯中噻吩與CS2的濃度， 計算得吸附劑的硫容，該吸附劑可使焦化苯中噻吩與CS2濃度分別達到10ppm與Oppm; 硫容為6.44mgS/g吸附劑。 實施方式4
I、稱取10g的Y-Al2O3粉末置於陶瓷坩堝中，在馬弗爐中30(TC下焙燒8小時， 然後取出，在空氣中自然降至室溫；
II 、把步驟I所得的物質放入60mLAgNO3濃度為2mol/L， Ce(N03)3濃度為2mol/L 的水溶液中，在2(TC下浸泡30小時，抽濾得到濾餅；
III、把步驟II中所製得的濾餅在9(TC下烘9小時，然後在馬弗爐中450'C下焙燒5 小時，製得活性成分由存在形態是Ag20，質量含量為15%的Ag和存在形態是Ce02， 質量含量為15%的Ce所組成的AgCe -Al203吸附劑；
將m所製得的吸附劑lg置於20mL的試劑瓶中，向試劑瓶中加入20mL噻吩濃度 為500ppm， CS2濃度為200ppm的焦化苯，蓋上瓶蓋確保試劑瓶密封完好，在常壓、25°C 下放置24小時後，使用氣相色譜進行檢測可得到吸附後的焦化苯中噻吩與CS2的濃度， 計算得吸附劑的硫容，該吸附劑可使焦化苯中噻吩與CS2濃度分別達到10ppm與Oppm; 硫容為7.16mgS/g吸附劑。實施方式5
I 、稱取10g的Y-Al203粉末置於陶瓷坩堝中，在馬弗爐中70(TC下焙燒2小時， 然後取出，在空氣中自然降至室溫。
II 、把步驟I所得的物質放入20mLAgNO3濃度為0.8mol/L， Ce(N03)3濃度為 0.8mol/L的水溶液中，在2(TC下浸泡48小時，抽濾得到濾餅；
III、把步驟II中所製得的濾餅在8(TC下烘10小時，然後在馬弗爐中550。C下焙燒 2.5小時，製得活性成分由存在形態是Ag20，質量含量為8%的Ag和存在形態是Ce02， 質量含量為8%的Ce所組成的AgCe/Y-Al203吸附劑；
將in所製得的吸附劑lg置於20mL的試劑瓶中，向試劑瓶中加入lOmL噻吩濃度 為500ppm， CS2濃度為200ppm的焦化苯，蓋上瓶蓋確保試劑瓶密封完好，在常壓、25°C 下放置48小時後，使用氣相色譜進行檢測可得到吸附後的焦化苯中噻吩與CS2的濃度， 計算得吸附劑的硫容，該吸附劑可使焦化苯中噻吩與CS2濃度分別達到10ppm與Oppm; 硫容為5.37mgS/g吸附劑。
權利要求
1、一種用於脫除焦化苯中噻吩和CS2的吸附劑，其特徵在於一種能夠同時脫除焦化苯中噻吩和CS2的吸附劑，它的通式為AgCe/γ-Al2O3，以γ-Al2O3為載體，負載由質量含量8-15％的Ag和質量含量為8-15％的Ce所組成的活性成分，其中Ag以Ag2O的形態存在，Ce以CeO2的形態存在。
2、 權利要求1所述的一種用於脫除焦化苯中噻吩和CS2的吸附劑的製備方法，其 特徵在於I 、稱取，Al203粉末置於陶瓷坩堝中，在馬弗爐中300-70(TC下焙燒2-8小時，然 後取出，在空氣中自然降至室溫；II 、將步驟I所製得的物質放入AgN03和Ce(N03)3混合的水溶液中，，A1203與 溶液的比例為每克>/-Al203加入2-10ml的AgN03和Ce(N03)3混合的水溶液；所述的 AgN03和Ce(N03)3混合的水溶液，AgN03的濃度為0.8-2mol/L， Ce(N03)3的濃度為 0.8-2mol/L;在20-80。C下浸漬5-48小時，抽濾得到濾餅；UI、將步驟II中所製得的濾餅在80-120'C下烘2-12小時，然後在馬弗爐中450-70(TC 下焙燒l-5小時，製得活性成分由存在形態是Ag20，質量含量為8-15%的Ag和存在形 態是Ce02，質量含量為8-15%的Ce所組成的AgCe/Y-Al203吸附劑。
全文摘要
一種用於脫除焦化苯中噻吩和CS2的吸附劑及其製備方法，主要涉及一種焦化苯精製中噻吩和CS2脫除用吸附劑及其製備方法，屬於環境保護和焦化副產物有效利用方面的技術領域。其特徵在於一種能夠同時脫除焦化苯中噻吩和CS2的吸附劑，它的通式為AgCe/γ-Al2O3，以γ-Al2O3為載體，負載由質量含量8-15％的Ag和質量含量為8-15％的Ce所組成的活性成分，其中Ag以Ag2O的形態存在，Ce以CeO2的形態存在。優點在於能同時脫除焦化苯中的噻吩和CS2，使用壽命長，選擇性好，容易再生，不腐蝕設備小，環境汙染小。適用於焦化苯中噻吩和CS2的深度脫除，具有很好的市場前景。
文檔編號B01J20/06GK101612549SQ20091007498
公開日2009年12月30日 申請日期2009年7月21日 優先權日2009年7月21日
發明者常麗萍, 廖俊傑, 王建成, 謝克昌, 鮑衛仁 申請人:太原理工大學