专利名称：用于碳氢工业尾气干法脱萘的脱萘剂及其制备和使用方法
技术领域：
本发明属于工业尾气净化技术领域，具体涉及一种用于碳氢工业尾气干法脱萘的脱萘剂及其制备和使用方法。
背景技术：
萘的熔点是80. 5°C，事实上即使冷却到常温，煤气、焦炉气等碳氢工业尾气中仍存在大量的萘。这些萘在后续的使用过程中会逐步凝结结晶，造成设备、管道的堵塞。因此，气体中萘的脱除一直是人们关注的课题。目前，碳氢工业尾气中萘的脱除主要分低温冷却和常压溶剂吸收两大类。低温冷却法由于生产、操作费用较高，未大规模推行。常压溶剂吸收主要是采用低萘洗油，在洗萘塔内与含萘气体逆向接触，从而将萘吸收，达到脱萘的目的。吸萘后的富萘洗油可通过蒸馏等手段再生后循环使用。洗油中萘的含量是影响洗萘效率的关键因素。据文献(山东化工，2008，37 :32-33)报道，当洗油中萘含量控制在5% 10%，煤气中的萘能控制在125mg/m3左右或更低，串联精脱装置(柴油洗萘)后，能将萘脱到20mg/m3 40mg/m3，但精脱萘装置每月要消耗洗油(柴油)约180吨，增加了企业成本。杨怀旺等则认为(煤化工，1996，3 :62-65)，煤气温度控制在25°C 30°C，洗油中萘含量控制在I. 5% 2. 0%时，可将煤气中萘含量降至50mg/m3。国外工艺则将洗油中萘控制在1%左右，从而保证洗萘后气体中萘含量在50mg/m3 100mg/m3。总的来说，洗萘工艺普遍存在夏天温度高，脱萘效率差；冬天温度低，洗萘塔容易堵塞的缺点。而且单纯的洗萘工艺脱萘精度一般不高，很难达到50mg/m3以下。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种用于碳氢工业尾气干法脱萘的脱萘剂。该脱萘剂在用于气体中萘的脱除时，具有很高的精度和饱和萘容(吸附到萘饱和时每百克脱萘剂吸附的萘的质量克数)。在温度不大于50°C，压力OMPa
3.OMPa,空速2001Γ1 15001Γ1的条件下，能够将气体中的萘含量降低到45mg/m3以下，饱和萘容达到23. 6% 31. 2%ο为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种用于碳氢工业尾气干法脱萘的脱萘剂，其特征在于，由活性炭和负载于活性炭上的助剂组成；所述脱萘剂中助剂的质量百分含量为O. 02% 2%，余量为活性炭；所述助剂为十六烷基三甲基溴化铵和/或氯化招。上述的用于碳氢工业尾气干法脱萘的脱萘剂，所述脱萘剂中助剂的质量百分含量为O. 1% O. 5%，余量为活性炭。上述的用于碳氢工业尾气干法脱萘的脱萘剂，所述脱萘剂中助剂的质量百分含量为O. 2%,余量为活性炭。上述的用于碳氢工业尾气干法脱萘的脱萘剂，所述活性炭为煤质活性炭或木质活
3性炭，活性炭的比表面积为800m2/g 1100m2/g，活性炭的水容量质量分数为60% 75%。上述的用于碳氢工业尾气干法脱萘的脱萘剂，所述脱萘剂的堆密度为450kg/m3 620kg/m3。另外，本发明还提供了一种制备上述脱萘剂的方法，其特征在于，该方法为将助剂溶解于水中搅拌均匀形成溶液，然后将活性炭浸泡于所述溶液中浸溃4h 8h，干燥后得到脱萘剂。上述的方法，所述干燥的温度为120°C 160°C，干燥的时间为2h 5h。进一步的，本发明提供了一种采用上述脱萘剂进行碳氢工业尾气干法脱萘的方法，其特征在于，该方法为将脱萘剂装填于固定床反应器内，在温度为20°C 50°C，压力为OMPa 3. OMPa的条件下，将碳氢工业尾气以2001Γ1 15001Γ1的空速通入固定床反应器内进行脱萘处理。本发明与现有技术相比具有以下优点I、本发明的脱萘剂成分简单，制备方法简便。2、本发明的脱萘剂在用于气体中萘的脱除时，具有很高的精度和饱和萘容(吸附到萘饱和时每百克脱萘剂吸附的萘的质量克数)。在温度不大于50°C，压力OMPa 3. OMPa,空速2001Γ1 ΙδΟΟΙΓ1的条件下，能够将气体中的萘含量降低到45mg/m3以下，饱和萘容达到 23. 6% 31. 2%ο3、采用本发明的脱萘剂进行碳氢工业尾气的干法脱萘，脱萘后的尾气中的萘含量降低至45mg/m3以下，与采用一般的活性炭作吸附剂相比，饱和萘容提高了 20% 30%。4、本发明的脱萘剂适用于煤气、焦炉气以及含萘废气中萘的深度脱除。下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施例方式实施例I本实施例的脱萘剂由煤质活性炭和负载于煤质活性炭上的助剂组成；所述脱萘剂中助剂的质量百分含量为O. 02%，余量为煤质活性炭；所述助剂为十六烷基三甲基溴化铵和氯化铝；所述煤质活性炭的比表面积为800m2/g 1100m2/g，水容量质量分数为60% ;所述脱萘剂的堆密度为450kg/m3 620kg/m3。其制备方法为分别称取O. 033g十六烷基三甲基溴化铵和O. 30g氯化铝，用水稀释到IOOOmL制得溶液备用，用量筒量取IOOmL水容量质量分数为60%的煤质活性炭45g 60g,然后将煤质活性炭浸泡于制得的溶液中浸溃5h，再在空气中，140°C下干燥3h，最终制得52g负载量约为O. 02wt%的脱萘剂。取30mL本实施例制得的脱萘剂装填于固定床反应器内，在35°C，0. IMPa条件下，将萘含量为1800mg/m3的碳氢工业尾气以UOOtT1的空速通入固定床反应器内进行脱萘处理，通过实验发现，本实施例的脱萘剂能将模拟碳氢工业尾气中的萘从1800mg/m3降低到45mg/m3以下，穿透时分析发现脱萘剂的饱和萘容为25. 8%。实施例2本实施例的脱萘剂由木质活性炭和负载于煤质活性炭上的助剂组成；所述脱萘剂中助剂的质量百分含量为O. 1%，余量为木质活性炭；所述助剂为十六烷基三甲基溴化铵和氯化铝；所述木质活性炭的比表面积为800m2/g 1100m2/g，水容量质量分数为70% ;所述脱萘剂的堆密度为450kg/m3 620kg/m3。其制备方法为分别称取O. 15g十六烷基三甲基溴化铵和1.30g氯化铝，用水稀释到IOOOmL制得溶液备用，用量筒量取IOOmL水容量质量分数为70%的木质活性炭45g 60g,然后将木质活性炭浸泡于制得的溶液中浸溃8h，再在空气中，120°C下干燥5h，最终制得53g负载量约为O. lwt%的脱萘剂。取30mL本实施例制得的脱萘剂装填于固定床反应器内，在32°C，0. IMPa条件下，将萘含量为1600mg/m3的碳氢工业尾气以IOOOtr1的空速通入固定床反应器内进行脱萘处理，通过实验发现，本实施例的脱萘剂能将模拟碳氢工业尾气中的萘从1600mg/m3降低到45mg/m3以下，穿透时分析发现脱萘剂的饱和萘容为30. 3%。实施例3本实施例的脱萘剂由煤质活性炭和负载于煤质活性炭上的助剂组成；所述脱萘剂中助剂的质量百分含量为O. 2%，余量为煤质活性炭；所述助剂为十六烷基三甲基溴化铵和氯化铝；所述煤质活性炭的比表面积为800m2/g 1100m2/g，水容量质量分数为70% ;所述脱萘剂的堆密度为450kg/m3 620kg/m3。其制备方法为分别称O. 29g十六烷基三甲基溴化铵和2. 60g氯化铝，用水稀释到IOOOmL制得溶液备用，用量筒量IOOmL水容量质量分数为70%的煤质活性炭45g 60g，然后将煤质活性炭浸泡于制得的溶液中浸溃4h，再在空气中，160°C下干燥2h，最终制得55g负载量约为O. 2wt%的脱萘剂。取30mL本实施例制得的脱萘剂装填于固定床反应器内，在36°C，0. 2MPa条件下，将萘含量为1600mg/m3的碳氢工业尾气以IOOOtr1的空速通入固定床反应器内进行脱萘处理，通过实验发现，本实施例的脱萘剂能将模拟碳氢工业尾气中的萘从1600mg/m3降低到45mg/m3以下，穿透时分析发现脱萘剂的饱和萘容为31. 2%。实施例4本实施例的脱萘剂由煤质活性炭和负载于煤质活性炭上的助剂组成；所述脱萘剂中助剂的质量百分含量为0. 5%，余量为煤质活性炭；所述助剂为十六烷基三甲基溴化铵；所述煤质活性炭的比表面积为800m2/g 1100m2/g，水容量质量分数为60% ;所述脱萘剂的堆密度为 450kg/m3 620kg/m3。其制备方法为称8. 33g十六烷基三甲基溴化铵，用水稀释到IOOOmL制得溶液备用，用量筒量IOOmL水容量质量分数为60%的煤质活性炭45g 60g，然后将煤质活性炭浸泡于制得的溶液中浸溃5h，再在空气中，140°C下干燥3h，最终制得53g负载量约为0. 5wt%的脱萘剂。取30mL本实施例制得的脱萘剂装填于固定床反应器内，在50°C，3. OMPa条件下，将萘含量为1800mg/m3的碳氢工业尾气以2001^的空速通入固定床反应器内进行脱萘处理，通过实验发现，本实施例的脱萘剂能将模拟碳氢工业尾气中的萘从1800mg/m3降低到45mg/m3以下，穿透时分析发现脱萘剂的饱和萘容为28. 1%。实施例5本实施例的脱萘剂由煤质活性炭和负载于煤质活性炭上的助剂组成；所述脱萘剂中助剂的质量百分含量为2. 0%，余量为煤质活性炭；所述助剂为氯化铝；所述煤质活性炭的比表面积为800m2/g 1100m2/g，水容量质量分数为75% ;所述脱萘剂的堆密度为450kg/m3 620kg/m3。其制备方法为称取33. 3g氯化铝，用水稀释到IOOOmL制得溶液备用，用量筒量取IOOmL水容量质量分数为75%的煤质活性炭45g 60g，然后将煤质活性炭浸泡于制得的溶液中浸溃5h，再在空气中，150°C下干燥3h，最终制得53g负载量约为2. 0wt%的脱萘剂。取30mL本实施例制得的脱萘剂装填于固定床反应器内，在20°C，OMPa条件下，将萘含量为1600mg/m3的碳氢工业尾气以15001Γ1的空速通入固定床反应器内进行脱萘处理，通过实验发现，本实施例的脱萘剂能将模拟碳氢工业尾气中的萘从1600mg/m3降低到45mg/m3以下，穿透时分析发现脱萘剂的饱和萘容为23. 6%。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
权利要求
1.一种用于碳氢工业尾气干法脱萘的脱萘剂，其特征在于，由活性炭和负载于活性炭上的助剂组成；所述脱萘剂中助剂的质量百分含量为O. 02% 2%，余量为活性炭；所述助剂为十六烷基三甲基溴化铵和/或氯化铝。
2.根据权利要求I所述的用于碳氢工业尾气干法脱萘的脱萘剂，其特征在于，所述脱萘剂中助剂的质量百分含量为O. 1% O. 5%，余量为活性炭。
3.根据权利要求2所述的用于碳氢工业尾气干法脱萘的脱萘剂，其特征在于，所述脱萘剂中助剂的质量百分含量为O. 2%，余量为活性炭。
4.根据权利要求1、2或3所述的用于碳氢工业尾气干法脱萘的脱萘剂，其特征在于，所述活性炭为煤质活性炭或木质活性炭，活性炭的比表面积为800m2/g 1100m2/g，活性炭的水容量质量分数为60% 75%。
5.根据权利要求1、2或3所述的用于碳氢工业尾气干法脱萘的脱萘剂，其特征在于，所述脱萘剂的堆密度为450kg/m3 620kg/m3。
6.一种制备如权利要求1、2或3所述脱萘剂的方法，其特征在于，该方法为将助剂溶解于水中搅拌均匀形成溶液，然后将活性炭浸泡于所述溶液中浸溃4h 8h，干燥后得到脱萘剂。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述干燥的温度为120°C 160°C，干燥的时间为2h 5h。
8.一种采用如权利要求1、2或3所述脱萘剂进行碳氢工业尾气干法脱萘的方法，其特征在于，该方法为将脱萘剂装填于固定床反应器内，在温度为20°C 50°C，压力为OMPa ,3. OMPa的条件下，将碳氢工业尾气以2001^ ΙδΟΟΙΓ1的空速通入固定床反应器内进行脱萘处理。
全文摘要
本发明公开了一种用于碳氢工业尾气干法脱萘的脱萘剂，由活性炭和负载于活性炭上的助剂组成；所述脱萘剂中助剂的质量百分含量为0.02%～2%，余量为活性炭；所述助剂为十六烷基三甲基溴化铵和/或氯化铝。另外，本发明还公开了该脱萘剂的制备方法和使用方法。本发明的脱萘剂在用于气体中萘的脱除时，具有很高的精度和饱和萘容(吸附到萘饱和时每百克脱萘剂吸附的萘的质量克数)。在温度不大于50℃，压力0MPa～3.0MPa，空速200h-1～1500h-1的条件下，能够将气体中的萘含量降低到45mg/m3以下，饱和萘容达到23.6%～31.2%，适用于煤气、焦炉气以及含萘废气中萘的深度脱除。
文档编号C10K1/32GK102908991SQ20121045528
公开日2013年2月6日 申请日期2012年11月14日 优先权日2012年11月14日
发明者齐小峰, 张睿, 王红梅, 谢小莉 申请人:西北化工研究院