專利名稱：用于吸附烯烴尾氣中砷化氫和磷化氫的凈化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大氣污染凈化領(lǐng)域，具體涉及一種通過化學(xué)吸附除去生產(chǎn)或?qū)嶒?yàn)過程中的烯烴尾氣中的砷化氫和磷化氫氣體的凈化劑。
背景技術(shù)：
我國進(jìn)口產(chǎn)地為俄羅斯和中亞的原油中含砷化物較高并且發(fā)現(xiàn)含有磷化物。我國大慶和新疆兩地原油中砷化物和磷化物含量也普遍較高。隨著原油開采的不斷加深，油品中雜質(zhì)含量特別是砷化物、磷化物呈逐年上升的趨勢。另一方面國內(nèi)煉油廠原油的變化、深加工技術(shù)的改進(jìn)和加工能力的不斷提高，導(dǎo)致砷、磷存在于不同煉油產(chǎn)品中。高砷、磷油品二次加工所得的產(chǎn)品，如丙烯、乙烯等原料氣的聚合過程、深加工過程和實(shí)驗(yàn)室分析過程中原料尾氣的砷化物、磷化物對周圍人員安全產(chǎn)生威脅。
砷化氫和磷化氫是劇毒物質(zhì)，吸入250ppm的砷化氫、磷化氫便會(huì)迅速死亡，而暴露在30ppm的砷化氫、磷化氫中30分鐘亦可致命。長期暴露在IOppm的砷化氫、磷化氫也可致命。暴露于O. 5ppm的砷化氫、磷化氫后會(huì)出現(xiàn)中毒癥狀。國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)境中的砷化氫、磷化氫最高允許濃度為5 X 10_8。在半導(dǎo)體工業(yè)生產(chǎn)、乙炔生產(chǎn)、黃磷生產(chǎn)、飼料發(fā)酵等方面的尾氣中含有砷化氫、磷化氫，處理這些尾氣的方法有很多，其中中國專利CN101045195A公開了一種液相催化氧化凈化含磷化氫尾氣的方法，中國專利CN1565706A公開了一種用以化學(xué)吸附氫化物氣體的潔凈劑及凈化有害氣體的方法。相對于濕式法的處理方法而言，干式法處理含有砷化氫和磷化氫尾氣的方法在操作方式、處理效率、制程安全及清潔性各方面更具優(yōu)勢。但這些方法主要針對以空氣、惰性氣體、一氧化碳尾氣中的砷化氫和磷化氫，針對烯烴尾氣中砷化氫、磷化氫的處理方式還未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題而提供的一種用于常溫干式催化氧化凈化烯烴尾氣中砷化氫、磷化氫氣體的凈化劑，其成分簡單、價(jià)格低廉、使用成本低。本發(fā)明的產(chǎn)品采用的技術(shù)方案是吸收烯烴尾氣中砷化氫、磷化氫氣體的凈化劑，該凈化劑含有O. 5 5%的高錳酸鉀、I 10%的可溶性銅鹽、I 10%的可溶性鋅鹽，75 97. 5%的活性炭，其中活性炭為載體，高錳酸鉀、可溶性的銅鹽、可溶性鋅鹽為活性組分。優(yōu)選含量范圍以質(zhì)量百分比計(jì)含有2 3%的高錳酸鉀，4 8%的可溶性銅鹽、4 6%的可溶性鋅鹽，83 90%活性炭。所述的可溶性的銅鹽、可溶性鋅鹽均可選自硫酸鹽、硝酸鹽中的任意一種或多種。所述的可溶性的銅鹽、可溶性鋅鹽不限于硫酸鹽、硝酸鹽，任意一種能夠與高錳酸鉀形成混合溶液，并能負(fù)載于載體上的可溶性的銅鹽和可溶性鋅鹽均可用于該發(fā)明。本發(fā)明所述的制備方法包括如下步驟一種用于吸附烯烴尾氣中砷化氫、磷化氫氣體凈化劑的制備方法，具體包括下述工藝步驟(I)配制高錳酸鉀、可溶性銅鹽和可溶性鋅鹽的混合水溶液；其中水溶液中含有以質(zhì)量百分比計(jì)O. 5 5%的高錳酸鉀、I 10%的可溶性銅鹽、I 10%的可溶性鋅鹽、余量為水；(2)將上述含有高錳酸鉀、可溶性銅鹽和可溶性鋅鹽的水溶液負(fù)載于活性炭載體上，得到負(fù)載活性金屬載體。(3)將所負(fù)載活性金屬載體，在惰性氣體氣氛中，干燥溫度120 180°C條件下，干燥6 20h得到成品凈化劑。 步驟(2)中，采用浸潰的方法將含有高錳酸鉀、可溶性銅鹽和可溶性鋅鹽的水溶液負(fù)載于載體上。所述的浸潰是在80 120°C攪拌8 16h條件下進(jìn)行的。所述的惰性氣體為氮?dú)狻１景l(fā)明的有益效果是本發(fā)明提供了一種用于吸附烯烴尾氣中砷化氫、磷化氫的常溫凈化劑，其成分簡單，容易獲取，使用成本低。凈化劑裝入凈化管內(nèi)可廣泛適用于工廠和實(shí)驗(yàn)室用烯烴尾氣中含有ppm ppb級(jí)砷化氫、磷化氫氣體的凈化，凈化后砷化氫、磷化氫含量小于IOppb (體積分?jǐn)?shù))。


圖I是成品凈化劑裝入凈化管示意圖；圖2是含有923ppb (體積分?jǐn)?shù))砷化氫、488ppb (體積分?jǐn)?shù))磷化氫的乙烯原料氣和含有I. 6Ippm(體積分?jǐn)?shù))砷化氫、732ppb (體積分?jǐn)?shù))磷化氫的丙烯原料氣經(jīng)凈化劑吸收前后氣質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)對比圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I稱取4g高錳酸鉀、20g硫酸銅、20g硫酸鋅、356水配制成混合溶液，然后將IOOg活性炭顆粒浸入配制好的混合溶液中，于80°C下攪拌6小時(shí)。在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下180°C烘干4小時(shí)，得到成品凈化劑?；钚越M分高錳酸鉀質(zhì)量百分比為2. 4%，硫酸銅質(zhì)量百分比為4. 9%，硫酸鋅質(zhì)量百分比為5. 0% ;載體活性炭質(zhì)量百分比為87. 7%。圖I為將凈化劑(2)裝入內(nèi)徑為25mm，長200mm的管中，管兩端(I)、(3)為密閉螺紋連接。含有923ppb (體積分?jǐn)?shù))砷化氫、788ppb (體積分?jǐn)?shù))磷化氫的裂解乙烯氣以lOOmL/min通入裝有凈化劑的凈化管。持續(xù)凈化10小時(shí)后氣質(zhì)聯(lián)用監(jiān)測譜圖2，說明砷化氫和磷化氫被凈化吸收小于IOppb (體積分?jǐn)?shù))。實(shí)施例2稱取2g高錳酸鉀、28g硫酸銅、24g硫酸鋅、346水配制成混合溶液，然后將IOOg活性炭顆粒浸入配制好的混合溶液中，于90°C下攪拌6小時(shí)。在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下180°C烘干4小時(shí)，得到成品凈化劑?；钚越M分高錳酸鉀質(zhì)量百分比為2. O%，硫酸銅質(zhì)量百分比為5. 7 %，硫酸鋅質(zhì)量百分比為5. 2% ;載體活性炭質(zhì)量百分比為87. I %。圖I為將凈化劑
(2)裝入內(nèi)徑為25mm，長200mm的管中，管兩端(I)、(3)為密閉螺紋連接。含有923ppb (體積分?jǐn)?shù))砷化氫、788ppb (體積分?jǐn)?shù))磷化氫的裂解乙烯氣以lOOmL/min通入裝有凈化劑的凈化管。持續(xù)凈化10小時(shí)后氣質(zhì)聯(lián)用監(jiān)測譜圖2，說明砷化氫和磷化氫被凈化吸收小于IOppb (體積分?jǐn)?shù))。實(shí)施例3稱取4g高錳酸鉀、6g硝酸銅、8g硝酸鋅、182g水配制成混合溶液)。然后將IOOg活性炭顆粒浸入配制好的混合溶液中，于80°C下攪拌6小時(shí)。在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下180°C烘干4小時(shí)，得到成品凈化劑?；钚越M分；高錳酸鉀質(zhì)量百分比為2.9%，硝酸銅質(zhì)量百分比為 4.3%，硝酸鋅質(zhì)量百分比為4. 8% ;載體活性炭質(zhì)量百分比為88%。圖I為將凈化劑(2)裝入內(nèi)徑為25mm,長200mm的管中，管兩端(I)、(3)為密閉螺紋連接。含有1.61ppm(體積分?jǐn)?shù))砷化氫、632ppb (體積分?jǐn)?shù))磷化氫的煉廠丙烯氣以120mL/min通入裝有凈化劑的凈化管。持續(xù)凈化10小時(shí)后氣質(zhì)聯(lián)用監(jiān)測譜圖2，說明砷化氫和磷化氫被凈化吸收小于IOppb (體積分?jǐn)?shù))。實(shí)施例4稱取4g高錳酸鉀、40g硝酸銅、20g硝酸鋅、336水配制成混合溶液,然后將IOOg活性炭顆粒浸入配制好的混合溶液中，于90°C下攪拌6小時(shí)。在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下180°C烘干4小時(shí)，得到成品凈化劑?；钚越M分高錳酸鉀質(zhì)量百分比為2. 4%，硝酸銅質(zhì)量百分比為
7.5%，硝酸鋅質(zhì)量百分比為4% ;載體活性炭質(zhì)量百分比為86. 1%。圖I為將凈化劑(2)裝入內(nèi)徑為25mm,長200mm的管中，管兩端(I)、(3)為密閉螺紋連接。含有1.61ppm(體積分?jǐn)?shù))砷化氫、632ppb (體積分?jǐn)?shù))磷化氫的煉廠丙烯氣以120mL/min通入裝有凈化劑的凈化管。持續(xù)凈化10小時(shí)后氣質(zhì)聯(lián)用監(jiān)測譜圖2，說明砷化氫和磷化氫被凈化吸收小于IOppb (體積分?jǐn)?shù))。
權(quán)利要求
1.一種吸附烯烴尾氣中砷化氫、磷化氫氣體的凈化劑，包含以質(zhì)量百分比計(jì)，O. 5 5%的高錳酸鉀、I 10%的可溶性銅鹽、I 10%的可溶性鋅鹽，75 97. 5%的活性炭，活性炭為載體，高錳酸鉀、可溶性的銅鹽、可溶性鋅鹽為活性組分。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的凈化劑，其特征在于以質(zhì)量百分比計(jì)，高錳酸鉀為2 3%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的凈化劑，其特征在于以質(zhì)量百分比計(jì)，可溶性的銅鹽為4 8%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的凈化劑，其特征在于以質(zhì)量百分比計(jì)，可溶性的鋅鹽為4 6%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的凈化劑，其特征在于以質(zhì)量百分比計(jì)，活性炭為83 90%。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的凈化劑，其特征在于可溶性的銅鹽、可溶性鋅鹽均可選自硫酸鹽、硝酸鹽中的任意一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求所述的凈化劑，其特征在于可溶性的銅鹽、可溶性鋅鹽不限于硫酸鹽、硝酸鹽，任意一種能夠與高錳酸鉀形成混合溶液，并能負(fù)載于載體上的可溶性的銅鹽和可溶性鋅鹽均可用于該發(fā)明。
8.一種權(quán)利要求I 7所述的任一用于吸附烯烴尾氣中砷化氫、磷化氫氣體凈化劑的制備方法，具體包括下述工藝步驟 (1)配制高錳酸鉀、可溶性銅鹽和可溶性鋅鹽的混合水溶液；其中水溶液中含有以質(zhì)量百分比計(jì)O. 5 5%的高錳酸鉀、I 10%的可溶性銅鹽、I 10%的可溶性鋅鹽，余量為水； (2)將含有高錳酸鉀、可溶性銅鹽和可溶性鋅鹽的水溶液負(fù)載于載體上，得到負(fù)載活性金屬載體。
(3)將所負(fù)載活性金屬載體，在惰性氣體氣氛中，干燥溫度120 180°C條件下，干燥6 20h得到成品凈化劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于步驟(2)采用浸潰的方法負(fù)載，浸潰是在80 120°C、攪拌8 16h條件下進(jìn)行的。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于惰性氣體可選擇氮?dú)狻?br> 全文摘要
本發(fā)明涉及一種吸附烯烴尾氣中砷化氫、磷化氫的常溫凈化劑，用于大氣污染凈化領(lǐng)域。所述凈化劑包含以質(zhì)量百分比計(jì)，0.5～5％的高錳酸鉀，1～10％的可溶性銅鹽、1～10％的可溶性鋅鹽、75～97.5％的活性炭；其中活性炭為載體，高錳酸鉀、可溶性銅鹽、可溶性鋅鹽為活性組分。該凈化劑的制備方法包括下述工藝步驟(1)配制高錳酸鉀、可溶性銅鹽和可溶性鋅鹽的混合水溶液；(2)采用浸漬的方法將高錳酸鉀、可溶性銅鹽、可溶性鋅鹽負(fù)載于活性炭載體上，得到負(fù)載活性金屬載體；(3)將所負(fù)載活性金屬載體在干燥介質(zhì)中干燥得到成品凈化劑。本發(fā)明的凈化劑具有成分簡單、價(jià)格低廉、使用成本低的特點(diǎn)，凈化后砷化氫、磷化氫含量小于10ppb(體積分?jǐn)?shù))。
文檔編號(hào)B01J23/889GK102806065SQ20111014891
公開日2012年12月5日 申請日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日
發(fā)明者陳松, 宋陽, 張穎 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院