专利名称：一种催化剂及使用该催化剂的吸收塔的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种催化剂及使用该催化剂的吸收塔，尤其涉及一种石油纯化用催化剂及使用该催化剂的吸收塔。
背景技术：
液化石油中腐蚀性有害物质主要是二氧化硫等硫化物，由于炼油厂的制备工艺各不相同，导致液化石油中硫化物的存在形态也较为复杂，且与天然气等燃料相比，其硫化物含量更高，因此采用常规的处理方法很难将硫化物除净。将上述石油作为汽车等设备的燃料使用时，所述硫化物在汽车等设备的发动机处燃烧后，一部分形成硫氧化物排入大气中污染空气，一部分则生成硫磺等残渣滞存于蒸发器中，对蒸发器的膜片和供气管路造成腐蚀，且大量的硫会对车辆的供气系统和发动机燃烧系统产生严重的腐蚀及破坏作用，而直接威胁行车安全。
现有技术中多采用氧化锌、氧化钛等材料作为催化剂以吸附液化石油中的二氧化硫等硫化物，为提高催化剂的脱硫功效，则须将氧化锌、氧化钛等催化剂材料纳米化，请参阅文献″奈米催化剂的制备与应用″，奈米技术专刊，P.134～139(2001)，该文献中揭示氧化锌颗粒可吸附液化石油中二氧化硫等硫化物，若以纳米级氧化锌为催化剂进行吸附时，则较传统氧化锌颗粒吸附效率高且热稳定性强。但在将上述氧化锌催化剂材料纳米化后，在吸收塔内易因其堆积不良而产生渠道现象，使实际接触面积减小，故常将催化剂材料吸附于其它多孔载体上，该载体可为三氧化二铝、二氧化硅、沸石等。如中国专利申请第95103489.8号中公开一种媒气脱硫用耐用性含氧化锌的吸附剂，该吸附剂是以氧化锌为催化剂，二氧化钛为稀释剂，大表面积硅胶作载体和粘合剂。
如上述将催化剂吸附于多孔载体上，其有效催化面积受限于该催化剂于多孔载体表面的堆积状况，无法确保有效催化面积，且因增加额外的载体导致制程复杂、成本提高，当氧化锌催化剂毒化后，其纯化成本，也会因其与多孔载体间的分离程序而相对提高。
有鉴于此，提供一种低成本、有效催化面积高的催化剂及使用该催化剂的吸收塔实为必要。
发明内容为解决现有技术中的石油纯化用催化剂有效催化面积低及高成本问题，本发明的目的在于提供一种低成本、有效催化面积高的催化剂。
本发明的另一目的在于提供一种使用上述催化剂的吸收塔。
为实现本发明的目的，本发明提供一种石油纯化用催化剂，其包括多个纳米氧化锌管，该纳米氧化锌管的管壁厚度和内管径均为纳米级或微米级。
为实现本发明的另一目的，本发明提供的石油纯化用吸收塔包括塔体，进液口和出液口分别位于该塔体的非脱硫区的上方和下方一侧，且相对设置；进气口和出气口分别位于该塔体的底端和顶端；多个脱硫单元间隔设置于该塔体内的脱硫区，各脱硫单元分别与该塔体内壁密封接触；其中，脱硫单元包括催化剂层和隔板，催化剂层包括多个纳米氧化锌管，该纳米氧化锌管的管壁厚度和内管径均为纳米级或微米级，隔板具有多个微孔，该多个微孔的内径均小于上述纳米氧化锌管的外径。
与现有技术相比较，本发明选用纳米氧化锌管作为石油纯化用催化剂，由于该纳米氧化锌管自身的中空结构，便可防止因堆积不良而产生的渠道现象，且可提高该催化剂的有效催化面积，从而大大增强对液化石油的催化脱硫作用；省略现有技术中不可缺少的催化剂载体，制程简单，降低成本；另，即使氧化锌催化剂被毒化，无须进行现有技术中催化剂与载体间的分离步骤，其纯化成本也相应降低。另外，本发明提供的吸收塔，由于使用上述催化剂，可以得到较高的催化剂有效催化面积，有助于脱硫反应的进行，因而对液化石油具有较好的脱硫效能。
图1是本发明实施例的吸收塔的示意图。
图2是本发明实施例的纳米氧化锌管在隔板上以分散形态排列的示意图。
图3是本发明实施例的纳米氧化锌管在隔板上以阵列形式排列的示意图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明优选实施例中所使用的石油纯化用吸收塔1包括塔体8，进液口2和出液口3分别位于塔体8的非脱硫区的上方和下方一侧，且相对设置；进气口4和出气口5分别位于塔体8的底端和顶端；多个脱硫单元9间隔设置于塔体8内的脱硫区16，各脱硫单元9分别与塔体8内壁密封接触。
请一并参阅图2及图3，脱硫单元9包括催化剂层6和隔板7，催化剂层6包括多个纳米氧化锌管10，该纳米氧化锌管10是横截面为六方晶系的氧化锌管状物，其管壁厚度和内管径均为纳米级或微米级，隔板6具有多个微孔，该多个微孔的内径均小于纳米氧化锌管10的外径，防止其上的纳米氧化锌管10漏出隔板7。脱硫单元9的制备方法为将磁控溅射法或化学气相沉积法制成的纳米氧化锌管10直接堆积在隔板7上而成(参照图2)，由于纳米氧化锌管10自身的管状中空结构，可确保催化剂层6进行液化石油脱硫时的流道；或藉磁控溅射法或化学气相沉积法将纳米氧化锌管10阵列直接沉积在隔板7上而成(参照图3)，由于规则排列的纳米氧化锌管10自身的中空结构也可确保液化石油脱硫时的流道，避免异常堆积现象的发生。
将上述脱硫单元9设置于吸收塔1的脱硫区16时，所需脱硫的液化石油便可沿纳米氧化锌管10的管壁内、外侧流动，并通过氧化锌的催化作用而脱硫，防止现有技术中因催化剂堆积不良而产生的渠道现象，并确保实际接触反应面积，提高吸收塔1的实际脱硫功效。
吸收塔1进行脱硫工作时，由进液口2通入液化石油，液化石油由于自身重力的作用而向下流动；在脱硫区16，液化石油内的二氧化硫(SO2)等硫化物与催化剂层6内的氧化锌(ZnO)反应而脱硫，催化剂被硫化；脱硫后的液化石油流至出液口3处而流出吸收塔1。在脱硫区16进行的脱硫反应如下
在脱硫的同时，可对催化剂层6进行再生操作，即向进气口4通入氢气，该氢气由于其密度小于空气而向吸收塔1上方流动，在脱硫区16处将硫化的催化剂(图未示)还原成氧化锌，反应生成的硫化氢(H2S)也由于其密度小于空气而同氢气流一同向吸收塔1上方流动，再由出气口5流出吸收塔1。催化剂层6发生的再生反应如下
上述吸收塔1的脱硫工作和催化剂的再生操作除同时进行外，也可向进液口2通入液化石油后，再向进气口4通入氢气，或向进气口4通入氢气后，再向进液口2通入液化石油。从而完成吸收塔1的再生脱硫工作。
权利要求
1.一种石油纯化用催化剂，其特征在于所述催化剂包括多个纳米氧化锌管。
2.如权利要求1所述的石油纯化用催化剂，其特征在于所述纳米氧化锌管的管壁厚度和内管径均为纳米级或微米级。
3.如权利要求1所述的石油纯化用催化剂，其特征在于所述多个纳米氧化锌管分散排列。
4.如权利要求1所述的石油纯化用催化剂，其特征在于所述多个纳米氧化锌管为规则排列的阵列。
5.一种石油纯化用吸收塔，其包括塔体，进液口和出液口分别位于塔体的非脱硫区的上方和下方一侧，且相对设置；进气口和出气口分别位于塔体的底端和顶端；多个脱硫单元间隔设置于塔体内的脱硫区，各脱硫单元分别与塔体内壁密封接触；其特征在于所述脱硫单元包括催化剂层和隔板，催化剂层包括多个纳米氧化锌管，隔板具有多个微孔。
6.如权利要求5所述的石油纯化用吸收塔，其特征在于所述纳米氧化锌管的管壁厚度和内管径均为纳米级或微米级。
7.如权利要求5所述的石油纯化用吸收塔，其特征在于所述多个纳米氧化锌管分散排列于隔板上。
8.如权利要求5所述的石油纯化用吸收塔，其特征在于所述多个纳米氧化锌管为规则排列的阵列形成于隔板上。
9.如权利要求5所述的石油纯化用吸收塔，其特征在于所述隔板的多个微孔的内径均小于纳米氧化锌管的外径。
全文摘要
本发明提供一种石油纯化用催化剂，其包括多个纳米氧化锌管，该纳米氧化锌管的管壁厚度和内管径均为纳米级或微米级。另，本发明还提供一种使用上述催化剂的吸收塔。本发明选用纳米氧化锌管作为石油纯化用催化剂，提高氧化锌的有效催化面积并可降低成本。本发明提供的吸收塔，由于使用上述催化剂，对液化石油具有优良的脱硫功效。
文档编号C10G31/00GK1626624SQ20031011259
公开日2005年6月15日 申请日期2003年12月11日 优先权日2003年12月11日
发明者黄文正 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司