异丙醇深度脱硫和除臭的镍基吸附剂及其制备方法和应用与流程

文档序号:11102022阅读:1192来源:国知局

本发明涉及一种异丙醇深度脱硫和除臭的镍基吸附剂及其制备方法和应用,具体涉及工业级、化妆品级和医药级用异丙醇深度脱硫和除臭的镍基吸附剂及其制备方法和应用。

技术背景

异丙醇是重要的化工产品和原料。主要用于制药、化妆品、塑料、香料、涂料等。例如在药物中,主要用途是制造涂抹液和杀菌液;在化妆品方面,异丙醇及其衍生物用作溶剂和增溶剂;在洗发剂和类似产品中,异丙醇用来增溶合成洗涤剂。目前,工业上异丙醇基本是从丙烯合成。由于丙烯会由于工艺原因带入不同的含硫物质及氨类物质,因此会造成异丙醇的硫含量超标且气味异常,严重影响异丙醇的产品品质及在高档用途中的应用。

现有有机化合物中一般脱硫方法有硫酸精制、萃取精馏、冷冻结晶、催化加氢、选择氧化、选择吸附、沉淀脱硫,以及离子液体法和生物脱硫等。而吸附脱硫具有设备投资小、工艺简单、条件易控制、效果显著等优点,目前是国内外脱硫的常用方法。

吸附脱硫的原理是使用基于过渡金属的吸附剂,负载在多孔固体载体上,在一定温度和压力下有选择性地使噻吩、硫醇、硫醚等含硫化合物中的硫原子与金属原子发生相互作用,从而将含硫化合物吸附在吸附剂的表面而去除。一般来讲,具有空轨道的金属元素都具有吸附含有孤对电子的含硫化合物。所述过渡金属一般为Pd、Ag、Au、Cu、Sn、Zn、Fe、Ru、Ni、Mn、Mo、Co等。

在现有技术中,异丙醇的气味与硫醇、硫醚等硫化物有关,但是异味与硫含量之间不存在直接的关系。因此,为了使异丙醇能够应用到化妆品级和医药级的产品中,不但要脱除硫醇、硫醚等含硫化合物,还要除去臭味。异丙醇的刺激性臭味除了硫化物外还可能由醛类、胺类等引起。因此要求吸附剂不仅具有深度脱硫功能,还需有除臭功能。

美国专利US4219685A公布了一种低碳醇脱臭方法:使低碳醇与金属或者金属氧化物或者二者在一起组成的脱臭接触体相接触,将金属氧化物部分还原成金属。具有代表性的是氯化亚铜,较好的粒度为大约0.79mm,较好脱臭接触体具有有效表面积为小于1000m2/g。

郑奎山(辽宁化工,1984,03,27-31)介绍了选用骨架镍和载体镍用于异丙醇除臭的方法:脱臭条件为60℃和80℃,可以采用固定床或者流化床,并认为加氢催化剂可以用于异丙醇脱臭。而该文献只关注脱臭,对深度脱硫没有相关数据。同时,该文献认为骨架镍处理后产品浑浊,处理后异丙醇有脱氢现象。

杨智生(辽宁化工,1985,12,14-16)报道了选用七种工业催化剂进行固定床异丙醇脱臭:催化剂较好为804,工艺条件为50℃,常压,空速为10小时-1。然而,其处理后硫含量在0.2ppm左右。

综上所述,目前异丙醇除臭一般采用工业加氢催化剂,并没有专门用于异丙醇深度脱硫和除臭的催化剂。而且,上述工业催化剂存在一定的问题,比如脱硫深度不够,只关注除臭效果,使用温度需要加热等。随着人们对生活品质的要求提高,目前工业上的加氢催化剂并不能满足异丙醇深度脱硫和除臭的要求。因此目前寻求一种价格便宜的高效异丙醇深度脱硫和除臭的吸附剂是十分重要和必要的。



技术实现要素:

本发明针对现有技术中存在的不足,从异丙醇深度吸附脱硫(硫醇、硫醚、噻吩)和除臭的本质及镍基吸附剂熔融后冷却步骤和吸附剂孔结构和助剂为关键因素出发,提出了一种用于异丙醇深度脱硫(硫醇、硫醚、噻吩)和除臭的镍基吸附剂,并且提出了该吸附剂的制备方法及其应用。本发明镍基吸附剂具有丰富合适的组织结构组成的活性物质外表面层和高强度致密结构组成的金属合金内核。相对于目前使用的工业加氢催化剂,本发明镍基吸附剂具有深度脱硫(硫醇、硫醚、噻吩)功能,并且同时具有明显的除臭功能,吸附硫容大,可以在常温下使用,使用寿命长。

一方面,本发明的实施方式提供一种用于异丙醇深度脱硫和除臭的镍基吸附剂,该镍基吸附剂包含镍、铝和任选的助剂;

其中,以所述镍基吸附剂的重量百分数为基准,镍含量为40-80重量%,铝含量在20-60重量%,助剂含量0-10重量%;

所述助剂选自Pd、Ru、Ag、Cu、Zn、Fe、Mn和Co中一种或多种元素。

在一些的实施方式中,镍含量为40-70重量%,铝含量在30-60重量%,助剂含量0-10重量%;或者,镍含量为45-75重量%,铝含量在25-55重量%,助剂含量0-10重量%。

在一些的实施方式中,所述镍基吸附剂为颗粒状,或所述镍基吸附剂为呈球形、条形、圆柱形以及它们组合的颗粒状;颗粒大小2.0-8.0mm;优选地,所述镍基吸附剂具有外表面层和内核,其中,所述外表面层所述外表面层具有多孔结构,总孔容大于0.1ml/ml吸附剂,所述多孔结构中的中孔和大孔占体积比20%-50%,微孔体积占比80%-50%。在本发明中,所述微孔是指平均孔径小于2nm的孔,中孔是指大于2nm小于50nm的孔,大孔是指大于50nm的孔。在一些实施方式中,所述内核的平均强度为侧面压强大于300N。

在一些的实施方式中,所述镍基吸附剂是通过碱溶液活化的镍基吸附剂。

另一方面,本发明的实施方式提供一种用于异丙醇深度脱硫和除臭的镍基吸附剂的制备方法,所述方法包括:

(1)提供包含镍、铝和助剂的混合物,

其中,镍含量为40-80重量%,铝含量在20-60重量%,助剂含量0-10重量%;所述助剂选自Pd、Ru、Ag、Cu、Zn、Fe、Mn和Co中一种或多种元素;

(2)将所述混合物造粒之后,用碱溶液对合金颗粒进行活化处理;

(3)对活化处理后的颗粒进行洗涤;

(4)任选地,使用助剂水溶性盐水溶液对经过洗涤之后的颗粒进行浸渍修饰处理,再次洗涤之后得到颗粒状镍基吸附剂。

在一些的实施方式中,在步骤(1)中,通过将金属镍、金属铝和助剂进行熔炼来提供所述混合物;优选地,所述熔炼的温度为1000-1800℃,时间在0.5-3小时,冷却方式为骤冷或者阶梯冷却或者自然冷却至常温。

在一些的实施方式中,步骤(2)中,通过破碎形成颗粒、浇铸成颗粒或者破碎成粉末后通过打片或挤出来进行造粒;优选地,所述造粒包括机械破碎后刷选造粒、熔融液态合金浇铸造粒、熔融液态合金旋转造粒、或者粉碎后加入成型剂进行打片或挤出来造粒。

在一些的实施方式中,在步骤(2)中,用碱溶液对合金颗粒进行活化处理包括用无机碱溶液对所述合金颗粒进行活化处理,优选将合金颗粒置于固定床反应器之后进行原位活化处理;优选地,所述无机碱溶液为NaOH或KOH,其中,碱溶液浓度为0.1-10重量%,碱溶液的重量空速为5-100小时-1,活化处理温度为室温-100℃,活化处理时间为1-8小时。

在一些的实施方式中,所述碱溶液为KOH,其中,KOH碱溶液浓度为0.5-5重量%,KOH碱溶液的重量空速为10-50小时-1,活化处理温度为室温-80℃,活化处理时间为2-6小时。

在一些的实施方式中,在步骤(3)中,将所述碱溶液切换成去离子水,直至洗涤后溶液的pH值为7-9,其中,洗涤温度为室温-80℃。

在一些的实施方式中,在步骤(4)中,所述助剂水溶性盐水溶液包括含锌盐、铁盐或钌盐的水溶液,其中,锌盐和铁盐水溶液浓度为0.5-10重量%,钌盐水溶液浓度为0.001-0.1重量%,所述助剂水溶性盐水溶液的重量空速为0.5-5小时-1,浸渍修饰的温度为室温-80℃,时间为0.5-3小时。

在一些的实施方式中,在步骤(4)中,所述锌盐选自醋酸锌、硫酸锌和硝酸锌;铁盐选自硫酸铁、醋酸铁、硫酸亚铁和氯化亚铁;钌盐选自醋酸钌、三氯化钌和硝酸钌。

在一些的实施方式中,在步骤(4)中,将所述助剂水溶性盐水溶液切换成去离子水,直至洗涤后溶液的pH值为7-9,其中,洗涤温度为室温-80℃。

另一方面,本发明的实施方式提供所述用于异丙醇深度脱硫和除臭的镍基吸附剂在工业级、化妆品级和医药级用异丙醇深度脱硫和除臭中作为吸附剂的应用。

另一方面,本发明的实施方式提供所述用于异丙醇深度脱硫和除臭的镍基吸附剂在异丙醇脱硫中作为脱硫吸附剂的应用。

在一些的实施方式中,异丙醇原料中硫含量为0.5-5mg/kg,经镍基吸附剂吸附后降为<0.025mg/kg;吸附的温度为20-50℃;且用于异丙醇深度吸附脱硫的有效硫容最高达3.50g硫/L吸附剂;脱臭后气味等级达到1级。

在一些的实施方式中,经过异丙醇深度脱硫失效后的镍基吸附剂作为异丙醇深度脱硫预处理吸附剂使用,异丙醇原料中硫含量为0.5-5mg/kg,吸附的温度为20-50℃;镍基吸附剂饱和硫容为100g硫/L吸附剂。

在本发明中,异丙醇原料中硫含量为0.5-5mg/kg。经镍基吸附剂吸附后,硫含量按照微库伦法未检出,即小于0.025mg/Kg,可满足异丙醇深度脱硫质量要求。且用于异丙醇深度吸附脱硫的有效硫容高达3.50g硫/L吸附剂。同时,经过镍基吸附剂吸附后,气味等级可到1级,符合化妆品级和医药级异丙醇的气味要求。同时,该镍基吸附剂具有饱和硫容高达100g硫/L吸附剂,可满足一般性异丙醇脱硫的应用。而且,该镍基吸附剂在深度脱硫失效后可以继续作为一般性脱硫使用,或者作为深度脱硫前处理,可以进一步降低使用成本。

相比现有技术,本发明镍基吸附剂具有如下优势:

(1)本发明所述镍基吸附剂可以达到异丙醇深度脱硫(小于0.025mg/Kg)、有效硫容高达3.50g硫/L吸附剂、以及除臭到气味等级小于1的要求;

(2)本发明所述镍基吸附剂可以在常温下使用,不需要系统额外加热,能耗低;

(3)本发明所述镍基吸附剂具有饱和硫容高达100g硫/L吸附剂,可满足一般性异丙醇脱硫的应用,在深度脱硫失效后可以继续作为一般性脱硫使用,或者作为深度脱硫前处理,可以进一步降低使用成本;以及

(4)本发明所述镍基吸附剂的制备工艺简单,易于工业化,具有良好的应用前景及巨大的经济效益。

通过下面的详细描述以及权利要求,其他特征和方面会变得清楚。

具体实施方式

除非另作定义,权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

下面结合具体的实施方式对本发明做进一步说明,但本发明不限于下述具体实施方式。

本发明提供了一种用于异丙醇深度脱硫和除臭的镍基吸附剂,所述镍吸附剂为颗粒状镍基吸附剂,包括具有丰富合适的组织结构组成的活性物质外表面层和高强度致密结构组成的金属合金内核。其中,所述吸附剂的组成为NiAlX,Ni含量为40-80重量%,Al含量为20-60重量%,X为助剂,包括一种元素或者多种混合元素,助剂总含量为0-10重量%。

优选地,所述颗粒状镍基吸附剂的Ni含量为45-75重量%,Al含量为25-55重量%,助剂元素X含量为0-10重量%。

在本发明中,通过调整金属合金原料中的原始组成比例及助剂的添加量,熔融后经过骤冷或者阶梯冷却或者自然冷却,然后破碎的颗粒或者熔融态浇铸成型或者旋转成球型或者磨碎后加入粘结剂打片或挤出成型;然后在设定条件下经碱溶液活化处理、去离子水的洗涤以及后续助剂浸渍修饰处理,得到不同成分的颗粒状镍吸附剂。

在本发明中,所述吸附剂颗粒状可以为不规则形、球形、半球形、圆柱型、棒形、齿形、中空棒形,所述颗粒直径为0.5mm-12mm,高度0.5mm-12mm,更优选是直径2mm-6mm,高度2mm-8mm。

在本发明中,所述助剂可以为Pd、Ru、Ag、Cu、Zn、Fe、Mn和Co等;所述颗粒状镍基吸附剂的Ni含量为45-75重量%,Al含量为25-55重量%,助剂元素X含量为0-10重量%。

在本发明中,使用碱溶液对所述金属合金颗粒的活化处理具体为:将预设量的金属合金颗粒原料置于固定床反应器中,采用无机碱溶液以预设的流速通过所述金属合金颗粒进行活化处理。

优选地,所述无机碱溶液为NaOH或者KOH,所述碱溶液以预设的流速通过合金颗粒进行活化处理,其中碱溶液浓度为0.1-10重量%,碱溶液的重量空速为5-100小时-1,活化处理温度为室温-100℃,活化处理时间为1-8小时。

更加优选地,所述碱溶液为KOH,所述KOH碱溶液以预设的流速通过合金颗粒进行活化处理,其中KOH碱溶液浓度为0.5-5重量%,KOH碱溶液的重量空速为10-50小时-1,活化处理温度为室温-80℃,活化处理时间为2-6小时。

在本发明中,所述使用去离子水对经过活化处理的所述金属合金颗粒进行洗涤具体为:将所述碱溶液切换成去离子水,所述去离子水以预设的流速通过所述金属合金颗粒,直至洗涤后溶液的pH值为7-9。

优选地,所述去离子水对所述金属合金颗粒进行洗涤,直至洗涤后溶液的pH值为7-9,其中洗涤温度为室温-80℃。

在本发明中,使用助剂水溶性盐溶液对所述经过洗涤处理的所述金属合金颗粒进行助剂浸渍修饰处理具体为:将所述去离子水切换成助剂水溶性盐水溶液,所述助剂水溶性盐水溶液以预设的流速通过所述金属合金颗粒进行修饰处理。所述助剂为Pd、Ru、Ag、Cu、Zn、Fe、Mn和Co一种或者多种混合。

优选地,所述助剂元素Zn、Fe或者Ru的后续浸渍添加,是指锌、铁或者钌盐水溶液以预设的流速通过活化处理及洗涤后的合金颗粒NiAlX进行后续浸渍修饰处理,其中锌盐或铁盐水溶液浓度为0.5-10重量%,钌盐水溶液浓度为0.001-0.1重量%,助剂盐水溶液的重量空速为0.5-5小时-1,修饰处理温度为室温-80℃,修饰处理时间为0.5-3小时。

优选地,所述助剂元素的后续浸渍添加,是指锌盐、铁盐或者钌盐水溶液以预设的流速通过活化处理及洗涤后的合金颗粒NiAlX进行后续浸渍修饰处理,其中锌盐为醋酸锌、硫酸锌和/或硝酸锌;铁盐为硫酸铁、醋酸铁、硫酸亚铁和/或氯化亚铁;钌盐为醋酸钌、三氯化钌和/或硝酸钌。

优选地,所述去离子水对所述助剂元素的后续浸渍添加的金属合金颗粒NiAlX进行洗涤,直至洗涤后溶液的pH值为7-9,其中洗涤温度为室温-80℃。

本发明所述异丙醇深度脱硫和除臭的常温高效镍基吸附剂的制备方法包括以下步骤:

(1)金属合金的熔炼、造粒或成型;

(2)使用碱溶液对所述金属合金颗粒的活化处理;

(3)使用去离子水对经过活化处理的所述金属合金颗粒进行洗涤;

(4)任选的,使用助剂水溶性盐对所述经过洗涤处理的所述金属合金颗粒进行浸渍修饰处理;

(5)任选的,使用去离子水对所述(4)步骤得到的颗粒进行洗涤,得到颗粒状镍基吸附剂。

在优选的实施方式中,步骤(1)所述金属合金的熔炼及颗粒的制备包括:金属镍、铝或助剂的熔炼,破碎到一定颗粒使用或者进行浇铸到一定的形状成型,或者破碎的粉末状然后通过打片或者挤出成型。

优选地,所述金属镍和铝包含或者不含助剂的熔炼温度在1000-1800℃,时间在0.5-3小时,冷却方式为骤冷或者阶梯冷却或者自然冷却至常温。

所述熔炼后的成型包括机械破碎成型,采用机械颚式破碎机或冲击式破碎机或者锤石破碎机进行破碎,通过筛网选取一定粒度的颗粒得到成型颗粒,或者通过熔融的液态合金经过浇铸成型,形状包括半球型、棒形或者长方体型,或者通过熔融的液态合金经过旋转造粒形成球型,或者通过破碎后的颗粒再次经过球磨等方式得到小于100目的细粉,然后加入氧化铝、水、粘结剂等成型剂,包括进行打片、干燥、焙烧,得到直径1mm-6mm,高度1mm-6mm的圆柱状颗粒,或经挤出、干燥、焙烧成型,得到圆柱形、齿形、中空圆柱型及或者根据磨具得到不同形状颗粒,直径在1mm-6mm之间,长度在1mm-5mm。其中破碎筛分颗粒为不规则形状,大小在1mm-8mm之间,熔融浇铸颗粒在1mm-12mm,熔融旋转造粒大小在1mm-8mm。

更优选地,所述助剂为Pd、Ru、Ag、Cu、Zn、Fe、Mn和Co等;所述铝的含量在30-70%,镍的含量在30-60%,单一助剂或者混合助剂含量在0-10%。

在优选的实施方式中,步骤(2)中,使用碱溶液对所述金属合金颗粒的活化处理具体为:将预设量的金属合金颗粒原料置于固定床反应器中,采用无机碱溶液以预设的流速通过所述金属合金颗粒进行活化处理。

更优选地,所述无机碱溶液为NaOH或者KOH,所述碱溶液以预设的流速通过合金颗粒进行活化处理,其中碱溶液浓度为0.1-10重量%,碱溶液的重量空速为5-100小时-1,活化处理温度为室温-100℃,活化处理时间为1-8小时。

更优选地,所述碱溶液为KOH,所述KOH碱溶液以预设的流速通过合金颗粒进行活化处理,其中KOH碱溶液浓度为0.5-5重量%,KOH碱溶液的重量空速为10-50小时-1,活化处理温度为室温-80℃,活化处理时间为2-6小时。

在优选的实施方式中,步骤(3)中,所述使用去离子水对经过活化处理的所述金属合金颗粒进行洗涤,具体为:将所述KOH碱溶液切换成去离子水,所述去离子水以预设的流速通过所述金属合金颗粒,直至洗涤后溶液的pH值为7-9。其中洗涤温度为室温-80℃。

在优选的实施方式中,步骤(4)中,使用助剂水溶性盐溶液对所述经过洗涤处理的所述金属合金颗粒进行助剂浸渍修饰处理,具体为:将所述去离子水切换成助剂水溶性盐水溶液,所述助剂水溶性盐水溶液以预设的流速通过所述金属合金颗粒进行修饰处理。所述助剂为Pd、Ru、Ag、Cu、Zn、Fe、Mn和Co一种或者多种混合。

更优选地,所述助剂元素Zn、Fe或者Ru的后续浸渍添加,是指锌、铁或者钌盐水溶液以预设的流速通过活化处理及洗涤后的合金颗粒NiAlX进行后续浸渍修饰处理,其中锌盐和铁盐水溶液浓度为0.5-10重量%,钌盐水溶液浓度为0.001-0.1重量%,助剂盐水溶液的重量空速为0.5-5小时-1,修饰处理温度为室温-80℃,修饰处理时间为0.5-3小时。

优选地,所述助剂元素Zn、Fe或者Ru的后续浸渍添加,是指助剂盐水溶液以预设的流速通过活化处理及洗涤后的合金颗粒NiAlX进行后续浸渍修饰处理,其中锌盐为醋酸锌、硫酸锌、硝酸锌;铁盐为硫酸铁、醋酸铁、硫酸亚铁、氯化亚铁;钌盐为醋酸钌、三氯化钌、硝酸钌。

在优选的实施方式中,步骤(5)中,使用去离子水对所述经过助剂水溶性盐水溶液后续浸渍修饰处理的所述金属合金颗粒进行洗涤具体为:将所述助剂水溶性盐水溶液切换成去离子水,所述去离子水以预设的流速通过所述金属合金颗粒,直至洗涤后溶液的pH值为7-9。其中洗涤温度为室温-80℃。

根据上述步骤制备的镍基吸附剂应用于异丙醇深度液相脱硫和除臭。脱硫和除臭工艺中,使用温度为20-50℃,体积空速0.5-5.0小时-1,应保持中硫含量为0.5-5mg/kg,经吸附后降为<0.025mg/kg(按微库伦方法未检出)。有效硫容高达3.50g硫/L吸附剂。饱和吸附硫容高达100g硫/L吸附剂。

以下结合具体实施例对本发明作进一步说明,需要指出的是,以下所述实施例旨在便于对本发明的理解,而对本发明要求保护的范围不起任何限定作用。

实施例1

准确称取纯度大于99%的镍500克和纯度大于99%的铝500克,置于中频炉中于1650℃进行熔融,时间在1小时,倒出到模具中经过自然冷却,经过颚式破碎机机进行破碎,筛取得到3-6mm颗粒。

然后,将该组成为Ni50Al50的金属合金颗粒200g,置于内径为50mm的石英玻璃管内,浓度为0.8重量%的NaOH碱溶液以5L/小时的速度从石英玻璃管的底部流入通过金属合金颗粒床层然后从上部流出。NaOH碱溶液的重量空速为25小时-1。床层温度为30℃,活化处理时间为4小时。碱溶液活化处理后以50℃的去离子水进行洗涤,直至洗涤后溶液的pH为7-9。所制得的颗粒状吸附剂的平均组成为Ni55.4Al44.6

实施例2

准确称取纯度大于99%的镍450克和纯度大于99%的铝500克,纯度大于99%的铁50克,置于中频炉中于1600℃进行熔融,时间在1.5小时,倒出到模具中经过自然冷却,经过颚式破碎机机和球磨机制得粒径小于150目的合金粉,然后加入水、拟薄水铝石、粘结剂、石墨,经过打片机打片、干燥及焙烧后制得直径3毫米高度3毫米的圆柱形颗粒。

然后,将该组成为Ni45Al50Fe5的金属合金颗粒200g,置于内径为50mm的石英玻璃管内,浓度为1.0重量%的KOH碱溶液以5L/小时的速度从石英玻璃管的底部流入通过金属合金颗粒床层然后从上部流出,NaOH碱溶液的重量空速为25小时-1。床层温度为40℃,活化处理时间为4小时。碱溶液活化处理后以60℃的去离子水进行洗涤,直至洗涤后溶液的pH为7-9。所制得的颗粒状吸附剂的平均组成为Ni54.4Al40.1Fe5.5

实施例3

准确称取纯度大于99%的镍430克和纯度大于99%的铝500克,纯度大于99%的铜20克,纯度大于99%的铁50克置于中频炉中于1500℃进行熔融,时间在1小时,倒出到模具中经过骤冷冷却,经过颚式破碎机机进行破碎,筛取得到3-6mm颗粒。

然后,将该组成为Ni43Al50Cu2Fe5的金属合金颗粒200g,置于内径为50mm的石英玻璃管内,浓度为0.6重量%的KOH碱溶液以6L/小时的速度从石英玻璃管的底部流入通过金属合金颗粒床层然后从上部流出,KOH碱溶液的重量空速为30小时-1。床层温度为30℃,活化处理时间为5小时。碱溶液活化处理后以70℃的去离子水进行洗涤,直至洗涤后溶液的pH为7-9。所制得的颗粒状吸附剂的平均组成为Ni50.2Al43.5Cu1.5Fe4.8

实施例4

准确称取纯度大于99%的镍490克和纯度大于99%的铝510克,置于中频炉中于1650℃进行熔融,时间在0.8小时,倒出到模具中经过自然冷却,经过颚式破碎机机进行破碎,筛取得到3-6mm颗粒。

然后,将该组成为Ni49Al51的金属合金颗粒200g,置于内径为50mm的石英玻璃管内,浓度为0.8重量%的KOH碱溶液以5L/小时的速度从石英玻璃管的底部流入通过金属合金颗粒床层然后从上部流出,KOH碱溶液的重量空速为25小时-1。床层温度为30℃,活化处理时间为4小时。碱溶液活化处理后以50℃的去离子水进行洗涤,直至洗涤后溶液的pH为7-9。

然后,硫酸亚铁水溶液进行Fe的后续助剂修饰处理,硫酸亚铁水溶液浓度为5重量%,重量空速为1小时-1,床层温度为70℃,浸渍处理时间为2小时。后续浸渍修饰处理后以50℃的去离子水进行洗涤,直至洗涤后溶液的pH为7-9。所制得的颗粒状雷尼镍催化剂的平均组成为Ni53.3Al43.7Fe3.0

实施例5

准确称取纯度大于99%的镍450克和纯度大于99%的铝500克,纯度大于99%的铁50克,置于中频炉中于1600℃进行熔融,时间在1小时,倒出到模具中经过阶梯冷却,经过颚式破碎机机和球磨机制得粒径小于200目的合金粉,然后加入水、拟薄水铝石、粘结剂,经过挤出成条、干燥及焙烧后制得直径2毫米长度2-5毫米的棒形颗粒。

然后将该组成为Ni45Al50Fe5的金属合金颗粒200g,置于内径为50mm的石英玻璃管内,浓度为1.0重量%的KOH碱溶液以5L/小时的速度从石英玻璃管的底部流入通过金属合金颗粒床层然后从上部流出,KOH碱溶液的重量空速为25小时-1。床层温度为40℃,活化处理时间为4小时。碱溶液活化处理后以60℃的去离子水进行洗涤,直至洗涤后溶液的pH为7-9。

然后硫酸锌水溶液进行Zn的后续助剂修饰处理,硫酸锌水溶液浓度为4.5重量%,重量空速为1小时-1,床层温度为60℃,浸渍处理时间为2.0小时。后续浸渍修饰处理后以50℃的去离子水进行洗涤,直至洗涤后溶液的pH为7-9。所制得的颗粒状吸附剂的平均组成为Ni54.4Al37.7Fe5.1Zn2.8

实施例6

准确称取纯度大于99%的镍450克和纯度大于99%的铝510克,纯度大于99%的锌40克,置于中频炉中于1650℃进行熔融,时间在1小时,倒出到模具中经过阶梯冷却,经过颚式破碎机机进行破碎,筛取得到3-6mm颗粒。

然后将该组成为Ni45Al51Zn4的金属合金颗粒200g,置于内径为50mm的石英玻璃管内,浓度为0.8重量%的KOH碱溶液以5L/小时的速度从石英玻璃管的底部流入通过金属合金颗粒床层然后从上部流出,KOH碱溶液的重量空速为25小时-1。床层温度为30℃,活化处理时间为4小时。碱溶液活化处理后以50℃的去离子水进行洗涤,直至洗涤后溶液的pH为7-9。

然后硝酸钌水溶液进行Ru的后续助剂修饰处理,硝酸钌水溶液浓度为0.01重量%,重量空速为1小时-1,床层温度为60℃,浸渍处理时间为2.5小时。后续浸渍修饰处理后以50℃的去离子水进行洗涤,直至洗涤后溶液的pH为7-9。所制得的颗粒状雷尼镍催化剂的平均组成为Ni52.7Al44.6Zn0.6Ru0.08

实施例7

准确称取纯度大于99%的镍430克和纯度大于99%的铝500克,纯度大于99%的铜20克,纯度大于99%的铁50克置于中频炉中于1500℃进行熔融,时间在1小时,倒出到模具中经过阶梯冷却,经过颚式破碎机机进行破碎,筛取得到3-6mm颗粒。

然后将该组成为Ni43Al50Cu2Fe5的金属合金颗粒200g,置于内径为50mm的石英玻璃管内,浓度为0.6重量%的KOH碱溶液以6L/小时的速度从石英玻璃管的底部流入通过金属合金颗粒床层然后从上部流出,KOH碱溶液的重量空速为30小时-1。床层温度为30℃,活化处理时间为5小时。碱溶液活化处理后以70℃的去离子水进行洗涤,直至洗涤后溶液的pH为7-9。

然后硫酸锌水溶液进行Zn的后续助剂修饰处理,硫酸锌水溶液浓度为4.0重量%,重量空速为1小时-1,床层温度为60℃,浸渍处理时间为2.5小时。后续浸渍修饰处理后以50℃的去离子水进行洗涤,直至洗涤后溶液的pH为7-9。所制得的颗粒状雷尼镍催化剂的平均组成为Ni50.1Al40.8Cu1.5Fe4.5Zn3.1

实施例8

准确称取纯度大于99%的镍470克和纯度大于99%的铝500克,纯度大于99%的铜30克,置于中频炉中于1550℃进行熔融,时间在1小时,倒出到模具中经过自然冷却,经过颚式破碎机机进行破碎,筛取得到3-6mm颗粒。

然后将该组成为Ni47Al50Cu3的金属合金颗粒200g,置于内径为50mm的石英玻璃管内,浓度为0.8重量%的KOH碱溶液以4L/小时的速度从石英玻璃管的底部流入通过金属合金颗粒床层然后从上部流出,KOH碱溶液的重量空速为20小时-1。床层温度为40℃,活化处理时间为5小时。碱溶液活化处理后以50℃的去离子水进行洗涤,直至洗涤后溶液的pH为7-9。

然后醋酸锌水溶液进行Zn的后续助剂修饰处理,醋酸锌水溶液浓度为5重量%,重量空速为1小时-1,床层温度为60℃,浸渍处理时间为2.0小时。后续浸渍修饰处理后以50℃的去离子水进行洗涤,直至洗涤后溶液的pH为7-9。所制得的颗粒状吸附剂的平均组成为Ni53.3Al43.3Cu2.3Zn1.1

吸附剂性能评价:

异丙醇深度脱硫和除臭实验在固定床反应器上进行,吸附剂装填量50ml,液相吸附温度20-50℃,体积空速0.5-5.0小时-1

吸附剂使用前用在氮气气氛中干燥处理,入口硫含量0.5-5mg/kg的异丙醇,气味等级为5-6级,异丙醇中硫含量按照微库伦法进行。

气味等级测定方法为:取5毫升异丙醇用无臭蒸馏水稀释至100毫升,混合均匀后闻其臭味。以水为0级,略有醇味为1级,醇味稍浓为2级,略有异味为3级,异味明显为4级,异味较重为5级,有强烈异味为6级。

在本发明中,有效硫容是指经过吸附剂床层后异丙醇中硫未检出时得出结果。饱和硫容是指经过吸附剂床层后异丙醇中硫含量不再降低时吸附剂吸附硫的总量得出。

各实施例的反应条件以及反应结果见表1。

表1.

a)按照出口异丙醇中硫含量未检出时流过吸附剂总异丙醇量得出。

b)按照吸附剂不再吸附硫时流过吸附剂总异丙醇扣除流出异丙醇中硫得出。

以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明,应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例,并不用于限制本发明,凡在本发明的原则范围内所做得任何修改、补充或类似方式替代,及镍基吸附剂直接或间接应用到其他相关吸附脱除有机硫领域,尤其是低碳醇脱硫和除臭领域等,均应包含在本发明的范围之内。

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