專利名稱：用于吸附烯烴尾氣中砷烷、磷烷的潔凈劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明具體涉及一種通過化學(xué)吸附除去工業(yè)生產(chǎn)或?qū)嶒?yàn)過程中烯烴尾氣中對(duì)人體有害的砷烷和磷烷氣體的潔凈劑，本發(fā)明屬于大氣污染凈化領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
氫化物(如砷烷、磷烷等)是對(duì)人體有劇毒的物質(zhì)，醫(yī)學(xué)毒理研究表明成人吸入250ppm的砷烷、磷烷氣體便會(huì)迅速死亡，而暴露在30ppm的砷烷、磷烷中30分鐘亦可致命。長期暴露在IOppm的神燒、憐燒也可致命。暴露于O. 5ppm的神燒、憐燒后會(huì)出現(xiàn)中毒癥狀。國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)境中的神燒、憐燒最聞允許濃度為5X 10 8。陸相成油的石油中含有較高的砷化物和磷化物，如我國大慶和新疆兩地原油和我 國大量進(jìn)口的俄羅斯和中亞的原油中。隨著我國石化工業(yè)的發(fā)展，特別是聚烯烴工業(yè)的發(fā)展，原油開采不斷加深，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(shì)。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，原料尾氣中的砷化物、磷化物對(duì)周圍人員安全產(chǎn)生威脅。凈化處理尾氣中的砷烷和磷烷是保證安全生產(chǎn)的前提。砷烷主要產(chǎn)生于半導(dǎo)體工業(yè)生產(chǎn)中廠爐管、離子植入制程、MOCVD制程的尾氣中。而磷烷主要產(chǎn)生于乙炔生產(chǎn)、黃磷生產(chǎn)、飼料發(fā)酵等方面的尾氣中。單獨(dú)處理尾氣中砷烷或磷烷的方法很多，如中國專利CN101564683A和CN101564684A公開了凈化低濃度磷烷的過渡金屬改性吸附劑的制備方法。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。這些方法主要針對(duì)以空氣、惰性氣體、一氧化碳尾氣中的砷烷和磷烷，針對(duì)烯烴尾氣中砷烷、磷烷的處理方式還未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題本發(fā)明提供一種用于常溫通過化學(xué)吸附凈化烯烴尾氣中砷烷、磷烷氣體的潔凈齊U，其具有成分簡單、價(jià)格低廉、使用成本低的特點(diǎn)。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烷、磷烷氣體的潔凈劑由活性炭為載體，高錳酸鉀、可溶性的鐵鹽和可溶性鉛鹽為活性組分。潔凈劑中以質(zhì)量百分比計(jì)，高錳酸鉀含量為I 5%，可溶性鐵鹽為2 9 %，可溶性鉛鹽為I 8 %，載體活性炭為78 96 %。優(yōu)選含量范圍以質(zhì)量百分比計(jì)高錳酸鉀含量為2. 5 3. 5%，可溶性鐵鹽為4 7%、可溶性鉛鹽為4 7%，載體活性炭為82. 5 89. 5%。所述的可溶性的鐵鹽、可溶性鉛鹽均可選自硫酸鹽或硝酸鹽中的任意一種或多種。所述的可溶性的鐵鹽、可溶性鉛鹽不限于硫酸鹽、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鐵鹽和可溶性鉛鹽均可用于該發(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烷、磷烷氣體潔凈劑的制備方法，包括下述工藝步驟(I)將高錳酸鉀、可溶性鐵鹽和可溶性鉛鹽配制成水溶液；其中水溶液中，以質(zhì)量百分比計(jì)，含有高錳酸鉀為I 5 %，可溶性鐵鹽為2 9 %，可溶性鉛鹽為I 8 %，余量為水。(2)將上述含有高錳酸鉀、可溶性鐵鹽、可溶性鉛鹽的水溶液負(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150 200°C條件下，干燥4 IOh得到成品凈化劑。將所負(fù)載活性金屬載體在干燥介質(zhì)中干燥得到成品潔凈劑。 步驟(2)中，采用浸潰的方法將含有高錳酸鉀、可溶性鐵鹽、可溶性鉛鹽的水溶液負(fù)載于載體上。所述的浸潰條件為溫度90 110°C，攪拌時(shí)間為4 12h。所述的惰性氣體為氮?dú)?。本發(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烷、磷烷的常溫潔凈劑，其成分簡單，容易獲取，使用成本低。潔凈劑裝入潔凈管內(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)砷燒、磷燒氣體的凈化,凈化后砷燒、磷燒含量小于IOppb (體積分?jǐn)?shù))。


圖I是成品潔凈劑裝入凈化管示意圖；圖2是含有923ppb (體積分?jǐn)?shù))砷烷、488ppb (體積分?jǐn)?shù))磷烷的乙烯原料氣和含有I. 6Ippm (體積分?jǐn)?shù))砷烷、732ppb (體積分?jǐn)?shù))磷烷的丙烯原料氣經(jīng)潔凈劑吸收前后氣質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)比圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I稱取3g高猛酸鉀、8g硫酸鐵、8g硫酸鉛，181g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5小時(shí)，得到成品潔凈劑?；钚越M分高錳酸鉀質(zhì)量百分比為2. 8%，硫酸鐵質(zhì)量百分比為4. 2%，硫酸鉛質(zhì)量百分比為4. 2% ;載體質(zhì)量百分比為88. 8%。圖I為將潔凈劑(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))砷燒、788ppb (體積分?jǐn)?shù))磷燒的裂解乙烯氣以100mL/min通入裝有潔凈劑的凈化管。持續(xù)凈化10小時(shí)后氣質(zhì)聯(lián)用監(jiān)測(cè)譜圖2，說明砷烷和磷烷被凈化吸收小于IOppb (體積分?jǐn)?shù))。實(shí)施例2稱取3. 6g高錳酸鉀、IOg硫酸鐵、14g硫酸鉛，173g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100°C下攪拌6小時(shí)。在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下180°C烘干5小時(shí)，得到成品潔凈劑?；钚越M分高錳酸鉀質(zhì)量百分比為3. 0%，硫酸鐵質(zhì)量百分比為4. 2%，硫酸鉛質(zhì)量百分比為5. 5% ;載體質(zhì)量百分比為87. 3%。圖I為將潔凈劑
(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))砷燒、788ppb (體積分?jǐn)?shù))磷燒的裂解乙烯氣以100mL/min通入裝有潔凈劑的凈化管。持續(xù)凈化10小時(shí)后氣質(zhì)聯(lián)用監(jiān)測(cè)譜圖2，說明砷烷和磷烷被凈化吸收小于IOppb (體積分?jǐn)?shù))。實(shí)施例3稱取4. Og高錳酸鉀、12g硝酸鐵、8g硝酸鉛，176g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100°C下攪拌6小時(shí)。在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下180°C烘干5小時(shí)，得到成品潔凈劑?；钚越M分高錳酸鉀質(zhì)量百分比為3. 2%，硝酸鐵質(zhì)量百分比為5. I%，硝酸鉛質(zhì)量百分比為4. 9% ;載體質(zhì)量百分比為87. 8%。圖I為將潔凈劑⑵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))砷烷、632ppb (體積分?jǐn)?shù))磷烷的煉廠丙烯氣以120mL/min通入裝有潔凈劑的凈化管。持續(xù)凈化10小時(shí)后氣質(zhì)聯(lián)用監(jiān)測(cè)譜圖2，說明砷烷和磷烷被凈化吸收小于10ppb(體積分 數(shù))。實(shí)施例4稱取3. 6g高錳酸鉀、14g硝酸鐵、14g硝酸鉛，169g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5小時(shí)，得到成品潔凈劑?；钚越M分高錳酸鉀質(zhì)量百分比為3. 0%，硝酸鐵質(zhì)量百分比為5. O%，硝酸鉛質(zhì)量百分比為5. 0% ;載體質(zhì)量百分比為87%。圖I為將潔凈劑⑵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))砷烷、632ppb (體積分?jǐn)?shù))磷烷的煉廠丙烯氣以120mL/min通入裝有潔凈劑的凈化管。持續(xù)凈化10小時(shí)后氣質(zhì)聯(lián)用監(jiān)測(cè)譜圖2，說明砷烷和磷烷被凈化吸收小于IOppb (體積分?jǐn)?shù))。
權(quán)利要求
1.一種吸附烯烴尾氣中砷烷、磷烷氣體的潔凈劑，包含以質(zhì)量百分比計(jì)，I 5%的高錳酸鉀，2 9%的可溶性鐵鹽、I 8%的可溶性鉛鹽、78 96%的活性炭，活性炭為載體，高錳酸鉀、可溶性的鐵鹽、可溶性鉛鹽為活性組分。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的潔凈劑，其特征在于包含以質(zhì)量百分比計(jì)2.5 3. 5%的高錳酸鉀。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的潔凈劑，其特征在于包含以質(zhì)量百分比計(jì)4 7%的可溶性鐵鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的潔凈劑，其特征在于包含以質(zhì)量百分比計(jì)4 7%的可溶性鉛鹽。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的潔凈劑，其特征在于包含以質(zhì)量百分比計(jì)82.5 89. 5%的活性炭。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的潔凈劑，其特征在于可溶性的鐵鹽、可溶性鉛鹽均可選自硫酸鹽或硝酸鹽中的任意一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的潔凈劑，其特征在于可溶性的鐵鹽、可溶性鉛鹽不限于硫酸鹽、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鐵鹽和可溶性鉛鹽均可用于該發(fā)明。
8.—種權(quán)利要求I 7所述的任一用于吸附烯烴尾氣中砷烷、磷烷氣體潔凈劑的制備方法，包括下述工藝步驟 (1)將高錳酸鉀、可溶性鐵鹽和可溶性鉛鹽配制成水溶液；其中水溶液中，以質(zhì)量百分比計(jì)，含有高錳酸鉀為I 5%，可溶性鐵鹽為2 9%，可溶性鉛鹽為I 8%，余量為水。
(2)將上述含有高錳酸鉀、可溶性鐵鹽、可溶性鉛鹽的水溶液負(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150 200°C條件下，干燥4 IOh得到成品凈化劑。將所負(fù)載活性金屬載體在干燥介質(zhì)中干燥得到成品潔凈劑。
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，浸潰條件為溫度90 110°C，攪拌時(shí)間為4 12h。
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為氮?dú)狻?br> 全文摘要
本發(fā)明涉及一種吸附烯烴尾氣中砷烷、磷烷的常溫潔凈劑，用于大氣污染凈化領(lǐng)域。所述潔凈劑包含以質(zhì)量百分比計(jì)，1～5％的高錳酸鉀，2～9％的可溶性鐵鹽、1～8％的可溶性鉛鹽、78～96％的活性炭；其中活性炭為載體，高錳酸鉀、可溶性鐵鹽、可溶性鉛鹽為活性組分。該潔凈劑的制備方法包括下述工藝步驟(1)將高錳酸鉀、可溶性鐵鹽和可溶性鉛鹽配制成水溶液；(2)采用浸漬的方法將高錳酸鉀、可溶性鐵鹽、可溶性鉛鹽負(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)中干燥得到成品潔凈劑。本發(fā)明的潔凈劑具有成分簡單、價(jià)格低廉、使用成本低的特點(diǎn)，凈化后砷烷、磷烷含量小于10ppb(體積分?jǐn)?shù))。
文檔編號(hào)B01J20/30GK102806066SQ20111014893
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)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(qǐng)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