一种脱砷剂及其制备方法与应用
【专利摘要】本发明公开了一种脱砷剂及其制备方法与应用。所述脱砷剂包括载体以及负载在所述载体上的活性组分；所述载体为镁铝尖晶石；所述活性组分包括NiMn2O4尖晶石。所述脱砷剂的制备方法包括如下步骤：将镍前驱物和锰前驱物的水溶液与所述镁铝尖晶石等体积浸渍静置4～8h，得到样品；再将所述样品于120℃～140℃下干燥4～8h；将干燥后的所述样品置于350℃～550℃环境下焙烧2～6h，制得所述脱砷剂。所述脱砷剂稳定性好，砷容高，能在高压、高温、高汽气比和高浓度CO条件下的煤制合成气中进行脱砷处理，且水煤气变换副反应以及其他副反应如甲烷化、费托合成程度低。
【专利说明】
一种脱砷剂及其制备方法与应用
技术领域
[0001] 本发明涉及煤化工领域，具体涉及一种脱砷剂及其制备方法与应用。
【背景技术】
[0002] 煤炭是我国的重要资源，煤制合成气技术是煤资源的主要利用方式之一。一般情 况下，煤先经各种气化技术，如水煤浆加压气化技术、粉煤加压气化技术和固定床加压气化 技术等气化后，再经催化剂进行净化和催化，调节H/C后，得到煤制合成气。这些合成气可以 合成后续的各种产品，如氨、甲醇、氢、油和乙二醇等。
[0003] 上述气化技术得到的合成气成分非常复杂，除了具有高压、高浓度H2S以及高汽气 比和高浓度C0的特点外，同时，还产生微量0 2)也3、1〇^、重金属等其它杂质，这些杂质都需 要脱除或转化。而其中的砷化物的脱除至关重要，因为后续的各种催化剂，如水煤气变换催 化剂等对砷化物十分敏感，几十ppb(parts per bi 11 ion)的砷化物就可致使催化剂中毒而 快速失活，影响装置的正常运行。所以，煤制合成气在使用之前，必须对其进行脱砷处理。
[0004] 目前，常用的脱砷为在载体上负载活性成分来进行脱砷处理。如，载体可以选择活 性炭、多孔无定型镁铝结晶石等，活性成分可以选择金属氧化物等。中国专利文献 CN105536689A公开了一种负载型脱砷剂及其制备方法。该负载型脱砷剂以多孔无定型镁铝 结晶石为载体、CuO和/或M0为活性组分。该负载型脱砷剂具有吸附容量大、脱砷率大、稳定 性尚的优点。
[0005] 但是，上述专利文献公开的技术方案存在如下区别技术特征：1)活性组分，特别是 CuO,本身即可作为水煤气变换反应的催化剂，在脱砷过程中易导致煤制合成气发生水煤气 变换副反应以及其他副反应如甲烷化、费托合成等;2)多孔无定型镁铝结晶石性质不稳定， 无定型形态易受外界(特别是高压、高温、高汽气比、高浓度C0)影响，导致其性能改变，进而 会加剧脱砷过程中煤制合成气的水煤气变换副反应的发生。
【发明内容】
[0006] 为此，本发明所要解决的是脱砷剂在脱砷过程中易导致煤制合成气发生水煤气变 换副反应以及其他副反应如甲烷化、费托合成等问题，从而提供一种脱砷过程中水煤气变 换副反应低、吸附容量大、脱砷精度好、脱砷率高、性能稳定性高的脱砷剂及其制备方法。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
[0008] 本发明所提供的脱砷剂，包括载体以及负载在所述载体上的活性组分;所述载体 为镁铝尖晶石;所述活性组分包括NiMn20 4尖晶石。
[0009] 所述镁铝尖晶石的比表面积为150m2/g~280m2/g;所述镁铝尖晶石的结晶度为85 ~95%〇
[0010] 所述活性组分与所述载体的质量比为(4.5~30): 100。
[0011] 进一步地，所述活性组分与所述载体的质量比为(5~22): 100。
[0012] 所述活性组分还包括NiO和/或Mn〇2;所述NiO与所述载体的质量比为（5~15): 100;所述Mn〇2与所述载体的质量比为(5~15): 100。
[0013] 本发明还提供了上述脱砷剂的制备方法，包括如下步骤：
[0014] 将镍前驱物和锰前驱物的水溶液与所述镁铝尖晶石等体积浸渍静置4~8h，得到 样品；
[0015] 再将所述样品于120 °C~140 °C下干燥4~8h;
[0016] 将干燥后的所述样品置于350°C~550°C环境下焙烧2~6h，制得所述脱砷剂。
[0017] 所述镁铝尖晶石的制备方法，包括如下步骤：
[0018] S1、将镁源和铝源与酸性水溶液进行混捏，其中，所述铝源和所述镁源的摩尔比按 MgO/Al2〇3计为(0.8~1.2): (1.5~2)，所述酸性水溶液为硝酸水溶液和/或醋酸水溶液，所 述酸性水溶液的摩尔浓度为lmo 1 /L-3mo 1 /L;
[0019] S2、将混捏后的混合物与添加剂按质量比为(0.64~1.2): 125混合均匀后进行成 型，其中，所述添加剂为草酸、柠檬酸、硅酸中的至少一种；
[0020] S3、对成型后的混合物进行干燥、焙烧，冷却后得到所述镁铝尖晶石。
[0021] 所述步骤S1中，所述铝源为Al2〇3 ? H20、拟薄水铝石、Al2〇3 ? 3H20、硝酸铝、Al2〇3粉 中的至少一种；
[0022] 所述镁源为Mg0、Mg(0H)2、碱式碳酸镁中的至少一种；
[0023] 所述步骤S2中，所述添加剂为草酸、柠檬酸和硅酸，其中，所述草酸、所述柠檬酸、 所述硅酸的摩尔比为1: (0.8~1.2): (0.8~2)。
[0024] 所述干燥步骤的温度为70°C~130°C，时间为2h_10h;
[0025] 所述焙烧步骤的温度为550°C_650°C，焙烧时间为2h-8h。
[0026] 另外，本发明还提供了上述脱砷剂在煤制合成气脱砷工艺中的应用，所述煤制合 成气脱砷工艺的反应条件如下:温度为250-300 °C、压力:4.0~6. OMPa、汽气比为1.0~1.8、 煤制合成气中C0含量为40-50wt%。
[0027] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0028] 1)本发明实施例所提供的脱砷剂，通过选择镁铝尖晶石为载体，并将负载于其上 的NiMn 204尖晶石作为活性成分。高结晶度的镁铝尖晶石不但能够提供丰富的孔道，而且在 高压、高温、高汽气比和高浓度C0条件下具有较高的稳定性，在煤制合成气中进行脱砷处 理，不会发生相变、水合反应以及其他反应，从而保证了脱砷反应的稳定性。而活性成分 NiMn 2〇4尖晶石对水煤气变换副反应的催化特性是惰性的，结构稳定、砷容高。选择镁铝尖晶 石和NiMn2〇 4尖晶石分别作为载体和活性成分，两者晶体结构相同，不但结合度高，使得活性 成分能够有效参与脱砷反应;而且稳定性强，有效降低了使水煤气变换的副反应以及其他 副反应的发生，保证了脱砷效果。
[0029] 2)本发明实施例所提供的脱砷剂，通过选择镁铝尖晶石和NiMn2〇4尖晶石，在面对 煤制合成气中高浓度的H2S时，NiMn2〇4不会被H2S硫化而失去活性，耐硫性能好。
[0030] 3)本发明实施例所提供的脱砷剂，采用NiMn2〇4作为活性组分，通过浸渍法合成，生 产工艺简单，比表面积较大，活性金属组分分散性好，通过控制上述活性组分的比例可以得 到具有大于15wt %砷容的脱砷剂，且可以实现煤合成气的深度脱砷，效率高达99 %以上。 [0031] 4)本发明实施例所提供的脱砷剂，在模拟煤制合成气为CO 45wt%、C02wt 5.0%、 H2S 1000ppm、As 0.23ppm、其余为H2的条件下，于温度为300°C、压力为4.0MPa、空速为 30001T1、汽气比为1.5的条件下，将脱砷剂用于模拟煤制合成气的脱砷处理，经过测试，水煤 气变换副反应活性（以C0转化率计％ )低于6 %，脱砷率仍能高达98.8 %以上。
[0032] 5)本发明实施例所提供的脱砷剂的制备方法，通过将镍前驱物和锰前驱物的水溶 液与所述镁铝尖晶石等体积浸渍静置4~8h，再将浸渍后的样品于120°C~140°C干燥4~ 8h，350 °C~550 °C焙烧2~6h，制得所述脱砷剂。通过浸渍使镍前驱物和锰前驱物充分分散 在镁铝尖晶石载体上，再经过焙烧使NiO和Mn0 2转化为NiMn2〇4尖晶石，生产工艺简单、生产 成本低。
【具体实施方式】
[0033] 为了更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发 明做进一步描述。本发明可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的 实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本发明的构思充 分传达给本领域技术人员，本发明将仅由权利要求来限定。
[0034] 实施例1
[0035] 本实施例提供了一种脱砷剂及其制备方法。该脱砷剂由载体以及负载在载体上的 活性组分;载体为比表面积为173.2m2/g、结晶度为88%的镁铝尖晶石，活性组分为NiMn 2〇4 尖晶石，活性组分与载体的质量比为12:100。
[0036] 本实施例所述的脱砷剂的制备方法，包括如下步骤：
[0037] S1、将镁源-轻质MgO、铝源-A1203 ? 3H20与酸性水溶液进行混捏，铝源和镁源的摩 尔比按MgO/Al2〇3计为1:2，酸性水溶液为硝酸水溶液，浓度2mol/L;
[0038] S2、向混捏后的混合物中添加无机添加剂，保证混捏后的混合物和无机添加剂的 质量比为1:125,混合均匀后进行成型，其中，无机添加剂为摩尔比为1:1.2:2的草酸、柠檬 酸和硅酸的混合液；
[0039] S3、将成型后的混合物在120 °C下干燥6h;
[0040] S4、将干燥后的混合物在600 °C下焙烧6h，得到比表面积为173.2m2/g、结晶度为 88%的儀错尖晶石；
[0041] S5、将镍前驱物和锰前驱物的水溶液与镁铝尖晶石载体等体积浸渍静置6h，再将 浸渍后的样品于120 °C下干燥6h，400°C焙烧4h，制得脱砷剂。
[0042] 实施例2
[0043]本实施例提供了一种脱砷剂及其制备方法。该脱砷剂由载体以及负载在载体上的 活性组分;载体为比表面积为158.9m2/g、结晶度为86%的镁铝尖晶石，活性组分为NiMn2〇 4 尖晶石，活性组分与载体的质量比为12:100。
[0044] 本实施例所述的脱砷剂的制备方法，包括如下步骤：
[0045] S1、将镁源-轻质碱式碳酸镁、铝源-拟薄水铝石与酸性水溶液进行混捏，铝源和镁 源的摩尔比按MgO/Al2〇3计为0.8:2，酸性水溶液为硝酸水溶液，浓度2mol/L;
[0046] S2、向混捏后的混合物中添加无机添加剂，保证混捏后的混合物和无机添加剂的 质量比为0.64:125,混合均匀后进行成型，其中，无机添加剂为摩尔比为1:1.0:2的草酸、柠 檬酸和硅酸的混合液；
[0047] S3、将成型后的混合物在110°C下干燥6h;
[0048] S4、将干燥后的混合物在550 °C下焙烧8h，得到比表面积为158.9m2/g、结晶度为 86 %的镁铝尖晶石；
[0049] S5、将镍前驱物和锰前驱物的水溶液与镁铝尖晶石载体等体积浸渍静置7h，再将 浸渍后的样品于120°C下干燥4h，500°C焙烧5h，制得脱砷剂。
[0050] 实施例3
[0051] 本实施例提供了一种脱砷剂及其制备方法。该脱砷剂由载体以及负载在载体上的 活性组分;载体为比表面积为171.1m2/g、结晶度为90%的镁铝尖晶石，活性组分为NiMn 2〇4 尖晶石，活性组分与载体的质量比为12:100。
[0052]本实施例所述的脱砷剂的制备方法，包括如下步骤：
[0053] S1、将镁源-轻质MgO、铝源-A1203 ? H20与酸性水溶液进行混捏，铝源和镁源的摩尔 比按MgO/Al2〇3计为1.2:1.5，酸性水溶液为硝酸水溶液，浓度2mol/L;
[0054] S2、向混捏后的混合物中添加无机添加剂，保证混捏后的混合物和无机添加剂的 质量比为1.2:125,混合均匀后进行成型，其中，无机添加剂为摩尔比为1:1.0:1.5的草酸、 朽1檬酸和娃酸的混合液；
[0055] S3、将成型后的混合物在80°C下干燥8h;
[0056] S4、将干燥后的混合物在650°C下焙烧6h，得到比表面积为171.1m2/g、结晶度为 90 %的镁铝尖晶石；
[0057] S5、将镍前驱物和锰前驱物的水溶液与镁铝尖晶石载体等体积浸渍静置4h，再将 浸渍后的样品于120 °C下干燥6h，400°C焙烧4h，制得脱砷剂。
[0058] 实施例4
[0059] 本实施例提供了一种脱砷剂及其制备方法。该脱砷剂由载体以及负载在载体上的 活性组分;载体为比表面积为169.7m2/g、结晶度为85%的镁铝尖晶石，活性组分为NiMn 2〇4 尖晶石，活性组分与载体的质量比为15:100。
[0060] 本实施例所述的脱砷剂的制备方法，包括如下步骤：
[0061] S1、将镁源_Mg(0H)2、铝源-拟薄水铝石与酸性水溶液进行混捏，铝源和镁源的摩 尔比按MgO/Al 2〇3计为1:2，酸性水溶液为硝酸水溶液，浓度2mol/L;
[0062] S2、向混捏后的混合物中添加无机添加剂，保证混捏后的混合物和无机添加剂的 质量比为1:125,混合均匀后进行成型，其中，无机添加剂为摩尔比为1:1.2:2的草酸、柠檬 酸和硅酸的混合液；
[0063] S3、将成型后的混合物在100 °C下干燥4h;
[0064] S4、将干燥后的混合物在600 °C下焙烧5h，得到比表面积为169.7m2/g、结晶度为 85 %的镁铝尖晶石；
[0065] S5、将镍前驱物和锰前驱物的水溶液与镁铝尖晶石载体等体积浸渍静置5h，再将 浸渍后的样品于140°C下干燥6h，550°C焙烧4h，制得脱砷剂。
[0066] 实施例5
[0067] 本实施例提供了一种脱砷剂及其制备方法。该脱砷剂由载体以及负载在载体上的 活性组分;载体为比表面积为158.8m2/g、结晶度为88%的镁铝尖晶石，活性组分为NiMn 2〇4 尖晶石，活性组分与载体的质量比为20:100。
[0068] 本实施例所述的脱砷剂的制备方法，包括如下步骤：
[0069] S1、将镁源-轻质MgO、铝源-Al2〇3 ? 3H20与酸性水溶液进行混捏，铝源和镁源的摩 尔比按MgO/Al2〇3计为1:2，酸性水溶液为硝酸水溶液，浓度2mol/L;
[0070] S2、向混捏后的混合物中添加无机添加剂，保证混捏后的混合物和无机添加剂的 质量比为1:125,混合均匀后进行成型，其中，无机添加剂为摩尔比为1:1.0:2的草酸、柠檬 酸和硅酸的混合液；
[0071] S3、将成型后的混合物在100°C下干燥6h;
[0072] S4、将干燥后的混合物在550 °C下焙烧8h，得到比表面积为158.8m2/g、结晶度为 88%的儀错尖晶石；
[0073] S5、将镍前驱物和锰前驱物的水溶液与镁铝尖晶石载体等体积浸渍静置6h，再将 浸渍后的样品于120 °C下干燥6h，450°C焙烧4h，制得脱砷剂。
[0074] 实施例6
[0075] 本实施例提供了一种脱砷剂及其制备方法。该脱砷剂由载体以及负载在载体上的 活性组分;载体为比表面积为157.9m2/g、结晶度为92%的镁铝尖晶石，活性组分为NiMn 2〇4 尖晶石，活性组分与载体的质量比为15:100。
[0076] 本实施例所述的脱砷剂的制备方法，包括如下步骤：
[0077] S1、将镁源-轻质MgO、铝源-拟薄水铝石与酸性水溶液进行混捏，铝源和镁源的摩 尔比按MgO/Al 2〇3计为1:2，酸性水溶液为硝酸水溶液，浓度2mol/L;
[0078] S2、向混捏后的混合物中添加无机添加剂，保证混捏后的混合物和无机添加剂的 质量比为1:125,混合均匀后进行成型，其中，无机添加剂为摩尔比为1:1.2:2的草酸、柠檬 酸和硅酸的混合液；
[0079] S3、将成型后的混合物在120 °C下干燥6h;
[0080] S4、将干燥后的混合物在600 °C下焙烧8h，得到比表面积为157.9m2/g、结晶度为 92 %的镁铝尖晶石；
[0081] S5、将镍前驱物和锰前驱物的水溶液与镁铝尖晶石载体等体积浸渍静置5h，再将 浸渍后的样品于120°C下干燥6h，500°C焙烧4h，制得脱砷剂。
[0082] 实施例7
[0083] 本实施例提供了一种脱砷剂及其制备方法。该脱砷剂由载体以及负载在载体上的 活性组分;载体为比表面积为200m2/g、结晶度为89 %的镁铝尖晶石，活性组分为NiMn2〇4尖 晶石，活性组分与载体的质量比为20:100。
[0084] 本实施例所述的脱砷剂的制备方法，包括如下步骤：
[0085] S1、将镁源-Mg (0H) 2、铝源-A1203粉与酸性水溶液进行混捏，铝源和镁源的摩尔比 按MgO/Al2〇3计为1:2，酸性水溶液为硝酸水溶液，浓度2mol/L;
[0086] S2、向混捏后的混合物中添加无机添加剂，保证混捏后的混合物和无机添加剂的 质量比为1:125,混合均匀后进行成型，其中，无机添加剂为摩尔比为1:0.8:0.8的草酸、柠 檬酸和硅酸的混合液；
[0087] S3、将成型后的混合物在130°C下干燥2h;
[0088] S4、将干燥后的混合物在650 °C下焙烧2h，得到比表面积为200m2/g、结晶度为89 % 的镁铝尖晶石；
[0089] S5、将镍前驱物和锰前驱物的水溶液与镁铝尖晶石载体等体积浸渍静置8h，再将 浸渍后的样品于130°C下干燥8h，350°C焙烧6h，制得脱砷剂。
[0090] 实施例8
[0091] 本实施例提供了一种脱砷剂及其制备方法。该脱砷剂由载体以及负载在载体上的 活性组分;载体为比表面积为280m2/g、结晶度为91%的镁铝尖晶石，活性组分为NiMn 2〇4尖 晶石，活性组分与载体的质量比为30:100。
[0092 ]本实施例所述的脱砷剂的制备方法，包括如下步骤：
[0093] S1、将镁源-Mg (0H) 2、铝源-A1203粉与酸性水溶液进行混捏，铝源和镁源的摩尔比 按MgO/Al2〇3计为1:2，酸性水溶液为硝酸水溶液，浓度3mol/L;
[0094] S2、向混捏后的混合物中添加无机添加剂，保证混捏后的混合物和无机添加剂的 质量比为1:125,混合均匀后进行成型，其中，无机添加剂为摩尔比为1:0.8:1的草酸、柠檬 酸和硅酸的混合液；
[0095] S3、将成型后的混合物在70°C下干燥10h;
[0096] S4、将干燥后的混合物在580 °C下焙烧5h，得到比表面积为280m2/g、结晶度为91 % 的镁铝尖晶石；
[0097] S5、将镍前驱物和锰前驱物的水溶液与镁铝尖晶石载体等体积浸渍静置6h，再将 浸渍后的样品于125°C下干燥6h，500°C焙烧4h，制得脱砷剂。
[0098] 实施例9
[0099] 本实施例提供了一种脱砷剂及其制备方法。该脱砷剂由载体以及负载在载体上的 活性组分;载体为比表面积为230m2/g、结晶度为93%的镁铝尖晶石，活性组分为NiMn 2〇4尖 晶石，活性组分与载体的质量比为5:100。
[0100] 本实施例所述的脱砷剂的制备方法，包括如下步骤：
[0101] S1、将镁源-Mg (0H) 2、铝源-Al2〇3粉与酸性水溶液进行混捏，铝源和镁源的摩尔比 按MgO/Al2〇3计为1:2，酸性水溶液为硝酸水溶液，浓度lmol/L;
[0102] S2、向混捏后的混合物中添加无机添加剂，保证混捏后的混合物和无机添加剂的 质量比为1:125,混合均匀后进行成型，其中，无机添加剂为摩尔比为1:0.8:1.2的草酸、柠 檬酸和硅酸的混合液；
[0103] S3、将成型后的混合物在100 °C下干燥7h;
[0104] S4、将干燥后的混合物在580 °C下焙烧5h，得到比表面积为230m2/g、结晶度为93 % 的镁铝尖晶石；
[0105] S5、将镍前驱物和锰前驱物的水溶液与镁铝尖晶石载体等体积浸渍静置6h，再将 浸渍后的样品于140°C下干燥5h，550°C焙烧4h，制得脱砷剂。
[0106] 实施例10
[0107] 本实施例提供了一种脱砷剂及其制备方法。该脱砷剂由载体以及负载在载体上的 活性组分;载体为比表面积为157.9m2/g、结晶度为87%的镁铝尖晶石，活性组分为NiMn 2〇4 尖晶石111〇2，其中，附11112〇4尖晶石111〇2与载体的质量比为10 :5:100。
[0108] 本实施例所述的脱砷剂的制备方法，包括如下步骤：
[0109] S1、将镁源-轻质MgO、铝源-拟薄水铝石与酸性水溶液进行混捏，铝源和镁源的摩 尔比按MgO/Al 2〇3计为1:2，酸性水溶液为硝酸水溶液，浓度2mol/L;
[0110] S2、向混捏后的混合物中添加无机添加剂，保证混捏后的混合物和无机添加剂的 质量比为1:125,混合均匀后进行成型，其中，无机添加剂为摩尔比为1:1.2:2的草酸、柠檬 酸和硅酸的混合液；
[0111] S3、将成型后的混合物在120°C下干燥6h;
[0112] S4、将干燥后的混合物在600 °C下焙烧8h，得到比表面积为157.9m2/g、结晶度为 87 %的镁铝尖晶石；
[0113] S5、将镍前驱物和锰前驱物的水溶液与镁铝尖晶石载体等体积浸渍静置6h，再将 浸渍后的样品于120 °C下干燥6h，400°C焙烧4h，制得脱砷剂。
[0114] 对比例1
[0115] 本对比例提供了一种脱砷剂及其制备方法。该脱砷剂由载体以及负载在载体上的 活性组分;载体为比表面积为160.1m2/g的镁铝尖晶石，活性组分为NiO和Mn0 2，Ni0、Mn02与 载体的质量比为10:5:100。
[0116] 本对比例所述的脱砷剂的制备方法，包括如下步骤：
[0117] S1、将镁源-轻质MgO、铝源-拟薄水铝石与酸性水溶液进行混捏，铝源和镁源的摩 尔比按MgO/Al 2〇3计为1:2，酸性水溶液为硝酸水溶液，浓度2mol/L;
[0118] S2、向混捏后的混合物中添加无机添加剂，保证混捏后的混合物和无机添加剂的 质量比为1:125,混合均匀后进行成型，其中，无机添加剂为摩尔比为1:1.2:2的草酸、柠檬 酸和硅酸的混合液；
[0119] S3、将成型后的混合物在120 °C下干燥6h;
[0120] S4、将干燥后的混合物在600 °C下焙烧8h，得到比表面积为157.9m2/g、结晶度为 92 %的镁铝尖晶石；
[0121] S5、将镍前驱物和锰前驱物的水溶液与镁铝尖晶石载体等体积浸渍静置5h，再将 浸渍后的样品于120°C下干燥6h，制得脱砷剂。
[0122] 实验例1
[0123] 对实施例1-10和对比例1中所制得的脱砷剂的强度、孔容积、孔径和比表面积进行 测试，测试结果如下表1所示：
[0124] 表1
[0126]
[0127] 实验例2
[0128] 对实施例1-10和对比例1中所述的脱砷剂的活性进行测试，测试条件:温度为300 °C，压力为4.0MPa，空速为3000h-S汽气比为1.5;原料气组成（wt%):⑶为45%，C〇2为 5.0 %，H2S为lOOOppm，As为0.23ppm，其余为出。所得结果如下表2所示：
[0129] 表2
[0131]
[0132] 从上表2数据可知，本发明实施例制备得到的脱砷剂在脱砷过程中煤制合成气发 生水煤气变换副反应的活性低于5.5%，且砷容高，具有显著的脱砷效果。实施例6中脱砷剂 的砷容高达16wt%以上;脱砷率高达99%;水煤气变换副反应低于3%。表明使用本发明实 施例中的脱砷剂不仅具有较高的脱砷活性，而且在高温、高压、高浓度C0条件下，水煤气变 换副反应转化率低。针对实际生产的操作条件，进行温度及空速试验，在250-300°C温度范 围，空速3000-5000h- 1，压力:4.0~6. OMPa，汽气比为1.0~1.8，脱砷及变换副反应均能满足 工厂的生产工艺要求。
[0133] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对 于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或 变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或 变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
【主权项】
1. 一种脱砷剂，包括载体以及负载在所述载体上的活性组分;其特征在于，所述载体为 镁铝尖晶石;所述活性组分包括NiMn 2〇4尖晶石。2. 根据权利要求1所述的脱砷剂，其特征在于，所述镁铝尖晶石的比表面积为150m2/g~ 280m2/g; 所述镁铝尖晶石的结晶度为85~95 %。3. 根据权利要求1或2所述的脱砷剂，其特征在于，所述活性组分与所述载体的质量比 为（4.5~30):100。4. 根据权利要求3所述的脱砷剂，其特征在于，所述活性组分与所述载体的质量比为(5 ~22):100〇5. 根据权利要求1-4中任一项所述的脱砷剂，其特征在于，所述活性组分还包括M0和/ 或Mn〇2; 所述NiO与所述载体的质量比为(5~15): 100; 所述Μη02与所述载体的质量比为(5~15): 100。6. -种权利要求1-5任一项所述的脱砷剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： 将镍前驱物和锰前驱物的水溶液与所述镁铝尖晶石等体积浸渍静置4~8h，得到样品； 再将所述样品于120 °C~140 °C下干燥4~8h; 将干燥后的所述样品置于350°C~550°C环境下焙烧2~6h，制得所述脱砷剂。7. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述镁铝尖晶石的制备方法，包括如 下步骤： 51、 将镁源和铝源与酸性水溶液进行混捏，其中，所述铝源和所述镁源的摩尔比按MgO/ AI2O3计为(0.8~1.2): (1.5~2)，所述酸性水溶液为硝酸水溶液和/或醋酸水溶液，所述酸 性水溶液的摩尔浓度为lmo 1 /L-3mo 1 /L; 52、 将混捏后的混合物与添加剂按质量比为(0.64~1.2) :125混合均匀后进行成型，其 中，所述添加剂为草酸、柠檬酸、硅酸中的至少一种； 53、 对成型后的混合物进行干燥、焙烧，冷却后得到所述镁铝尖晶石。8. 根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述铝源为Al2〇3 · H20、拟薄水铝石、Al2〇3 · 3H20、硝酸铝、Al2〇3粉中的至少一种； 所述镁源为MgO、Mg(OH)2、碱式碳酸镁中的至少一种； 所述步骤S2中，所述添加剂为草酸、柠檬酸和硅酸，其中，所述草酸、所述柠檬酸、所述 硅酸的摩尔比为1:(0.8~1.2) :(0.8~2)。9. 根据权利要求6-8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述干燥步骤的温度为70 。(:~130°C，时间为2h-10h; 所述焙烧步骤的温度为550°C_650°C，焙烧时间为2h-8h。10. 权利要求1-5中任一项所述的脱砷剂在煤制合成气脱砷工艺中的应用，其特征在 于，所述煤制合成气脱砷工艺的反应条件如下:温度为250-300°C、压力:4.0~6. OMPa、汽气 比为1 ·0~1.8、煤制合成气中C0含量为40-50wt%。
【文档编号】B01J20/08GK106000280SQ201610371223
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】江莉龙, 雷淦昌, 曹彦宁, 马永德
【申请人】福州大学化肥催化剂国家工程研究中心, 福建三聚福大化肥催化剂国家工程研究中心有限公司