COS吸附劑的性能評(píng)價(jià)

安全建，戴宏斌，曹　敏，成亞君

(1.昆山市精細(xì)化工研究所有限公司，江蘇 昆山 215337；

2.陜西興化集團(tuán)有限責(zé)任公司，陜西 咸陽(yáng) 713100)

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COS吸附劑的性能評(píng)價(jià)

安全建1*，戴宏斌2，曹敏1，成亞君1

(1.昆山市精細(xì)化工研究所有限公司，江蘇 昆山 215337；

2.陜西興化集團(tuán)有限責(zé)任公司，陜西 咸陽(yáng) 713100)

摘要：以γ-Al2O3為主要組成，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%～5%的CuO、2%～5%的ZnO和1%～2%MoO3，采用盤(pán)式造粒成型工藝制備(2～3) mm的球形顆粒，通過(guò)烘干和焙燒制備出比表面積(200～250) m2·g(-1)的載體，然后用堿金屬氫氧化物對(duì)載體進(jìn)行修飾，制得COS吸附劑，并考察其對(duì)COS的吸附性能。結(jié)果表明，通過(guò)添加活性氧化物的產(chǎn)品對(duì)COS的吸附性能良好，對(duì)COS吸附容量達(dá)11.5 mg·g(-1)，可將COS脫除至0.02 mg·m(-3)。

關(guān)鍵詞：催化劑工程；COS吸附劑；堿金屬氫氧化物；γ-Al2O3

CLC number:TQ426.94;O643.36Document code: AArticle ID: 1008-1143(2016)01-0068-02

微量COS存在于天然氣、丙烯和乙烯等氣源中，對(duì)下游許多催化劑如烴類轉(zhuǎn)化催化劑、甲醇合成催化劑、聚合催化劑以及銀催化劑等有較大的毒性。因此，在這些化工加工工藝過(guò)程中，存在COS的脫除問(wèn)題。

近年來(lái)，研究者在羰基硫脫除機(jī)理、催化劑制備和催化劑應(yīng)用等方面做了大量工作。在干法COS的脫除方面，主要采用加氫催化劑與氧化鋅串聯(lián)工藝和改性中溫氧化鋅脫硫劑(通過(guò)加入MoO3與NiO等活性組分)直接轉(zhuǎn)化吸收COS(如KT-3型脫硫劑)的方法，鋅錳系脫硫劑如T320對(duì)COS的轉(zhuǎn)化吸收也有很好的效果[1]。本文將盤(pán)式造粒成型工藝制備的載體通過(guò)浸漬法制備COS吸附劑，并對(duì)其COS吸附性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1COS吸附劑制備

采用盤(pán)式造粒成型工藝，將Al2O3粉、2%～5%的CuO、2%～5%的ZnO和1%～2%的MoO3等混合均勻，通過(guò)成型盤(pán)制成(2～3) mm球狀物，經(jīng)老化、烘干和焙燒，制成比表面積(200～250) m2·g-1的載體。

將制備的載體浸漬到堿金屬的氫氧化物溶液中，1 h后取出，經(jīng)烘干、焙燒制得COS吸附劑。

1.2性能評(píng)價(jià)

COS吸附劑性能評(píng)價(jià)裝置見(jiàn)圖1。將COS吸附劑破碎至(0.45～0.9) mm，100 ℃烘干1 h，裝于反應(yīng)管。初期每?jī)尚r(shí)分析一次出口COS含量，如發(fā)現(xiàn)出口硫增高即改每一小時(shí)或半小時(shí)分析一次，當(dāng)連續(xù)有兩個(gè)數(shù)據(jù)超過(guò)1 mg·m-3, 認(rèn)為吸附劑被COS穿透。

反應(yīng)管為φ8 mm×1 mm石英管，COS吸附劑裝填量2 mL，常壓，反應(yīng)溫度40 ℃，空速(1 000～1 500) h-1，入口水蒸汽含量(50～80) mg·L-1，原料丙烯氣中COS含量(70～80) mg·m-3。

通過(guò)高溫焙燒法將COS吸附劑中的硫燒出，并用堿液測(cè)定酸量計(jì)算硫容。

圖1　COS吸附劑性能評(píng)價(jià)裝置Figure 1　Evaluation device of COS adsorbent performance

2結(jié)果與討論

2.1COS吸附容量

COS吸附劑與對(duì)比水解劑的吸附容量見(jiàn)表1。由表1可以看出，添加金屬活性氧化物的吸附劑對(duì)COS的吸附能力優(yōu)于水解劑。

表 1　COS吸附劑和水解劑的物理性能和吸附容量

2.2空速對(duì)COS脫除精度的影響

在入口COS含量為4.6 mg·m-3條件下，考察空速對(duì)COS脫除精度的影響，結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖 2　空速對(duì)COS脫除精度的影響Figure 2　Influence of space velocity on COS purification degree

由圖2可以看出，較低空速條件下，制備的COS吸附劑性能較好，可將COS脫至約0.02 mg·m-3，低于2 000 h-1條件下的出口COS含量。

3結(jié)論

研制的COS吸附劑脫硫精度較好，可將COS脫至約0.02 mg·m-3，可用于裂解乙烯、丙烯等含有少量COS、硫化氫原料氣體的精制工藝，與傳統(tǒng)水解和脫硫組合工藝相比可節(jié)約成本，一方面可少設(shè)置一臺(tái)脫硫塔，另一方面在催化劑用量上也可以減半。

參考文獻(xiàn):

[1]趙海，王芳芳，伍星亮，等．復(fù)合金屬氧化物脫除羰基硫的研究[J]．煤炭轉(zhuǎn)化，2007，30(2):31-35.

Zhao Hai,Wang Fangfang,Wu Xingliang，et al.Research on COS removal by compound-metal oxide desulfurizer[J]．Coal Conversion，2007，30(2):31-35.

Performance evaluation of COS adsorbent

AnQuanjian1*,DaiHongbin2,CaoMin1,ChengYajun1

(1.Kunshan Research Institute of Fine Chemical Co.,Ltd., Kunshan 215337, Jiangsu, China；2.Shaanxi Xinghua Group Co.,Ltd., Xianyang 713100, Shaanxi, China)

Abstract:Using γ-Al2O3 as the main component and adding mass fraction 2%-5% copper oxide,2%-5% zinc oxide and 1%-2% molybdenum trioxide,the carrier with spherical particle size of (2-3) mm and specific surface area (200-250) m2·g(-1) was prepared by disc granulation process,dryness and calcination.COS adsorbent was prepared by modifying the carrier with alkali metal hydroxide.The adsorption properties of COS adsorbent were investigated.The results indicated that the adsorption performance of COS adsorbent added with active oxide was good.The capacity of COS adsorption was up to 11.5 mg·g(-1),and COS could be removed to 0.02 mg·m(-3).

Key words:catalyst engineering；COS adsorbent; alkali hydroxide;γ-Al2O3

中圖分類號(hào)：TQ426.94;O643.36

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1008-1143(2016)01-0068-02

doi:10.3969/j.issn.1008-1143.2016.01.013 10.3969/j.issn.1008-1143.2016.01.013

作者簡(jiǎn)介：安全建，1979年生，天津市人，工程師，從事催化劑和凈化劑研發(fā)工作。

收稿日期：2015-09-18

催化劑制備與研究

通訊聯(lián)系人：安全建。