引用本文
安全建, 戴宏斌, 曹敏, 成亚君. COS吸附剂的性能评价[J]. 工业催化, 2016,24(1): 68-69.
An Quanjian, Dai Hongbin, Cao Min, Cheng Yajun. Performance evaluation of COS adsorbent[J]. Industrial Catalysis, 2016,24(1): 68-69.  
Doi:10.3969/j.issn.1008-1143.2016.01.013
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COS吸附剂的性能评价
安全建1,*, 戴宏斌2, 曹敏1, 成亚君1
1.昆山市精细化工研究所有限公司,江苏 昆山 215337
2.陕西兴化集团有限责任公司,陕西 咸阳 713100
通讯联系人:安全建。

作者简介:安全建,1979年生,天津市人,工程师,从事催化剂和净化剂研发工作。

收稿日期: 2015-09-18
摘要

以γ-Al2O3为主要组成,添加质量分数2%~5%的CuO、2%~5%的ZnO和1%~2%MoO3,采用盘式造粒成型工艺制备(2~3) mm的球形颗粒,通过烘干和焙烧制备出比表面积(200~250) m2·g-1的载体,然后用碱金属氢氧化物对载体进行修饰,制得COS吸附剂,并考察其对COS的吸附性能。结果表明,通过添加活性氧化物的产品对COS的吸附性能良好,对COS吸附容量达11.5 mg·g-1,可将COS脱除至0.02 mg·m-3。

关键词: 催化剂工程; COS吸附剂; 碱金属氢氧化物; γ-Al2O3
中图分类号:TQ426.94    文献标志码:A    文章编号:1008-1143(2016)01-0068-02
Performance evaluation of COS adsorbent
An Quanjian1,*, Dai Hongbin2, Cao Min1, Cheng Yajun1
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.

Keyword: catalyst engineering; COS adsorbent; alkali hydroxide; γ-Al2O3

微量COS存在于天然气、丙烯和乙烯等气源中, 对下游许多催化剂如烃类转化催化剂、甲醇合成催化剂、聚合催化剂以及银催化剂等有较大的毒性。因此, 在这些化工加工工艺过程中, 存在COS的脱除问题。

近年来, 研究者在羰基硫脱除机理、催化剂制备和催化剂应用等方面做了大量工作。在干法COS的脱除方面, 主要采用加氢催化剂与氧化锌串联工艺和改性中温氧化锌脱硫剂(通过加入MoO3与NiO等活性组分)直接转化吸收COS(如KT-3型脱硫剂)的方法, 锌锰系脱硫剂如T320对COS的转化吸收也有很好的效果[1] 。本文将盘式造粒成型工艺制备的载体通过浸渍法制备COS吸附剂, 并对其COS吸附性能进行评价。

1 实验部分
1.1 COS吸附剂制备

采用盘式造粒成型工艺, 将Al2O3粉、2%~5%的CuO、2%~5%的ZnO和1%~2%的MoO3等混合均匀, 通过成型盘制成(2~3) mm球状物, 经老化、烘干和焙烧, 制成比表面积(200~250) m2· g-1的载体。

将制备的载体浸渍到碱金属的氢氧化物溶液中, 1 h后取出, 经烘干、焙烧制得COS吸附剂。

1.2 性能评价

COS吸附剂性能评价装置见图1。将COS吸附剂破碎至(0.45~0.9) mm, 100 ℃烘干1 h, 装于反应管。初期每两小时分析一次出口COS含量, 如发现出口硫增高即改每一小时或半小时分析一次, 当连续有两个数据超过1 mg· m-3, 认为吸附剂被COS穿透。

反应管为ϕ 8 mm× 1 mm石英管, COS吸附剂装填量2 mL, 常压, 反应温度40 ℃, 空速(1 000~1 500) h-1, 入口水蒸汽含量(50~80) mg· L-1, 原料丙烯气中COS含量(70~80) mg· m-3。

通过高温焙烧法将COS吸附剂中的硫烧出, 并用碱液测定酸量计算硫容。

图1 COS吸附剂性能评价装置Figure 1 Evaluation device of COS adsorbent performance

2 结果与讨论
2.1 COS吸附容量

COS吸附剂与对比水解剂的吸附容量见表1。由表1可以看出, 添加金属活性氧化物的吸附剂对COS的吸附能力优于水解剂。

表 1 COS吸附剂和水解剂的物理性能和吸附容量 Table 1 Physical properties and adsorption capacity of COS adsorbent and the reference hydrolytic reagent
2.2 空速对COS脱除精度的影响

在入口COS含量为4.6 mg· m-3条件下, 考察空速对COS脱除精度的影响, 结果见图2。

图 2 空速对COS脱除精度的影响Figure 2 Influence of space velocity on COS purification degree

由图2可以看出, 较低空速条件下, 制备的COS吸附剂性能较好, 可将COS脱至约0.02 mg· m-3, 低于2 000 h-1条件下的出口COS含量。

3 结 论

研制的COS吸附剂脱硫精度较好, 可将COS脱至约0.02 mg· m-3, 可用于裂解乙烯、丙烯等含有少量COS、硫化氢原料气体的精制工艺, 与传统水解和脱硫组合工艺相比可节约成本, 一方面可少设置一台脱硫塔, 另一方面在催化剂用量上也可以减半。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
[1] 赵海, 王芳芳, 伍星亮, 等. 复合金属氧化物脱除羰基硫的研究[J]. 煤炭转化, 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. [本文引用:1]