CN110548479A - 一种高强度液相脱氯剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高强度液相脱氯剂及其制备方法和应用，是一种适用于脱除液相油品特别是重整生成油中氯化物的脱氯。该脱氯剂以多孔硅藻土为载体，碱金属碳酸盐或碱金属氢氧化物为活性组分，甲基纤维素或田箐胶为助剂，孔容大于1.0ml/g，颗粒抗压碎强度≥100N/cm2；本发明中脱氯剂的一种制备方法是将硅藻土、碱金属碳酸盐、适量的助剂粉体按所述重量百分比称重，与碱金属氢氧化物溶液混合均匀，成型干燥焙烧后制得。本发明的脱氯剂具有结构独特，强度高，净化容量高，成本低，制备工艺简单、环保等显著优点。

Description

一种高强度液相脱氯剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种高强度液相脱氯剂及其制备方法和应用，更具体的是一种适用于脱除液相油品特别是重整生成油中氯化物的脱氯剂及其制备方法和应用。
背景技术
进入新世纪以来，为了提高原油的产量，各油田广泛使用破乳剂、清蜡剂、酸化剂等各种采油助剂，其中不少采油助剂含有各种类型的有机氯化物，这些有机氯化物热稳定很好，很难用常规方法脱除，大部分存在于常减压产品的直馏石脑油馏分。我国从20世纪70年代开始研究脱氯剂，目前气相脱氯技术已发展较成熟，然而液相脱氯技术进展缓慢，尤其是液相脱除有机氯技术还没有取得实质性的突破。
液相无机氯的脱除主要是脱HCl，目前主要方法可分为两大类:(1)化学吸收法:待净化原料中的HCl和脱氯剂中的有效金属组分M进行反应，生成稳定的金属氯化物而被固定下来。常见的活性金属有第ⅠA、ⅡA族中的金属元素。(2)吸附法:吸附剂一般采用比表面较大的活性氧化铝、分子筛、活性炭等。大部分烷烃中自由氯化物可以用活性氧化铝等除去。活性氧化铝吸附HCl同样适用于液相如石脑油等，但使用时要注意吸附剂在工业装置中的高径比越大越好，一般大于3，在压力降允许的情况下最好使用较小粒径，尤其在液相时。
目前所说的液相油品脱氯主要涉及石脑油、轻质液态烃、液化石油气及混和二甲苯中脱除HCl。当前液相工业脱氯的研究主要集中在这一方面，国外在20世纪30～40年代就有用矾土催化加氢将液态烃中的有机氯转化成HCl再用CaO脱除的专利报导。CN201410776492.3公开了一种高氯容液相脱氯剂及其制备方法和应用，该脱氯剂的载体是碳分子筛，活性组分是碱金属和碱土金属的氧化物，助剂成分是氧化铜、氧化铁或氧化锌；制备方法是将可溶性铜盐、钙盐、镁盐、钡盐等浸渍到圆柱状的碳分子筛上后经过干燥及稳定化处理得到，适用于油品中无机氯的脱除，特别适合重整生成油中氯化氢的脱除。该发明主要不足在于原材料价格昂贵，成本较高。CN201410806549.X公布了一种液相脱氯剂及其制备方法和应用，该脱氯剂由活性组分与助剂组分的复合晶体结构构成，活性组分为氧化镁、氧化钙、碳酸镁、碳酸钙中的至少一种，助剂组分为氧化铝或氧化铁，将前驱物先于高压釜中净化，再经过滤、洗涤、干燥、成型、焙烧而成，适用于重整生成油中氯化氢的脱除。该发明主要不足在于制备工艺复杂，且有废水排放。CN201710286760.7公布了一种脱氯剂载体的制备方法及其包含的液相脱氯剂，该脱氯剂的制备过程为将载体基材、造孔剂和粘结剂混合，成型，在一定温度下熟化，再经焙烧得到载体，然后浸渍活性组分，经过干燥、焙烧得到液相脱氯剂。该发明主要不足在于制备工艺复杂，制备周期长，成本较高，并且焙烧过程中有废气排放。CN201711151914.8公布了一种低温液相脱氯剂及其制备方法和应用，该脱氯剂以改性活性炭为载体，负载乙酸钠或柠檬酸钠为活性成分，适用于重整生成油中氯化物的脱除。该发明主要不足在于制备工艺复杂，成本较高，并且活性炭易燃，在高温焙烧过程中存在易燃易爆的风险。
由此可见，目前的液相脱氯剂普遍存在制备工艺复杂，成本较高，制备过程中有三废排放等问题。因此开发一种氯容量高、制备简单、工艺环保、价格适中、适用于液相油品脱氯，特别是适用于重整生成油中氯化物的脱氯剂具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于液相油品脱氯，特别是适用于重整生成油中氯化物的脱氯剂及其制备方法，该脱氯剂以廉价的多孔硅藻土为基体，廉价的碱金属碳酸盐或氢氧化物为活性成分，具有氯容量高、制备简单、工艺环保、价格适中等特点，可满足液相油品特别是重整生成油中氯化物的脱除要求。
具体的技术方案如下：
一种高强度液相脱氯剂及其制备方法和应用，属于液相油品中无机氯和有机氯的吸附剂，其特征在于：以多孔硅藻土为基体，碱金属碳酸盐或碱金属氢氧化物为活性组分，甲基纤维素或田箐胶为助剂。
进一步脱氯剂以多孔硅藻土为载体，具有丰富的孔道和超大的孔容，孔道内沉积高活性的碱金属化合物，孔容大于1.0ml/g。
进一步脱氯剂以多孔硅藻土为基体，碱金属碳酸盐或碱金属氢氧化物为活性组分，甲基纤维素或田箐胶为助剂制得的脱氯剂颗粒抗压碎强度≥100N/cm2。
进一步脱氯剂活性组分的碱金属碳酸盐具体为碳酸钠、碳酸钾，所述的碱金属的氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾。
进一步脱氯剂所述的脱氯剂以多孔硅藻土为基体，基体孔道内沉积高活性的碱金属化合物，脱氯剂的组成以脱氯剂质量为基准的化学组成为：M2O为10～45％，余量为氧化硅，其中M为Na、K等碱金属元素。
进一步脱氯剂的制备方法具有以下步骤：
a)将硅藻土、碱金属碳酸盐、适量的助挤剂粉体按所述重量百分比称重，混合均匀；
b)将碱金属氢氧化物按所述重量百分比称重，加水充分溶解，得到澄清透明溶液；
c)将步骤b)所得溶液加入步骤a)所得粉体中，充分捏合，得到可塑性面团；
d)将步骤c)所得可塑性面团挤条成型后于100～150℃干燥2小时以上，再在480～550℃焙烧2～4小时制得成品脱氯剂。
进一步脱氯剂用于液相油品脱氯，特别是适用于重整生成油中无机氯化物和有机氯化物的脱氯。
脱氯剂所述的应用，其特征在于工艺条件包括：在油品为液相的条件下进行脱氯处理，优选重整生成油为液相的条件下进行脱氯处理，液时体积空速为：1～4h-1；脱氯处理反应温度为：5～50℃；反应压力为：常压。
与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：
1)结构独特：以多孔硅藻土为载体，具有丰富的孔道和超大的孔容，方便反应物质进出，同时提供更大的可反应表面，由该方法制得的脱氯剂孔容大于1.0ml/g。
2)活性高：由于独特的多孔道、大孔容结构，并且在焙烧过程中由于基体内碱金属碳酸盐的分解，可得到高活性的碱金属化合物，由此制得对氯化物净化效率极高的高活性脱氯剂。在常温条件下，在进口油中HCl含量≤50μg/L时，出口油中HCl含量小于0.1μg/L，此时氯容高达30％。
3)高强度：颗粒抗压碎强度≥100N/cm。
4)廉价易得，成本低廉。
5)制备简单，工艺环保。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
a)称取含有60.0克SiO2的硅藻土粉体、2.0克甲基纤维素和含有30.0克Na2CO3的碳酸钠粉体，将三者混合均匀，得到混合粉体；
b)称取氢氧化钠10.0克，加入约80毫升水，充分溶解得澄清透明溶液；
c)将步骤b)所得溶液加入步骤a)所得粉体中，充分捏合，得到可塑性面团；
d)将步骤c)所得可塑性面团挤条成型后于120℃干燥2小时，再在500℃焙烧3小时，冷却即得到脱氯剂A。
实施例2
a)称取含有87.0克SiO2的硅藻土粉体和3.0克甲基纤维素粉体57.0克K2CO3的碳酸钾粉体，将三者混合均匀，得到混合粉体；
b)称取氢氧化钠13.0克，加入约120毫升水，充分溶解得澄清透明溶液；
c)将步骤b)所得溶液加入步骤a)所得粉体中，充分捏合，得到可塑性面团；
d)将步骤c)所得可塑性面团挤条成型后于150℃干燥2小时，再在550℃焙烧2小时，冷却即得到脱氯剂B。
实施例3
1)称取含有35.0克SiO2的硅藻土粉体、1.0克田菁胶和含有55.0克Na2CO3的碳酸钠粉体，将三者混合均匀，得到混合粉体；
2)称取氢氧化钠10.0克，加入约70毫升水，充分溶解得澄清透明溶液；
3)将步骤b)所得溶液加入步骤a)所得粉体中，充分捏合，得到可塑性面团；
4)将步骤c)所得可塑性面团挤条成型后于120℃干燥8小时，再在480℃焙烧4小时，冷却即得到脱氯剂C。
实施例4
a)称取含有35.0克SiO2的硅藻土粉体、2.0克田菁胶和含有55.0克K2CO3的碳酸钾粉体，将三者混合均匀，得到混合粉体；
b)称取氢氧化钠10.0克，加入约70毫升水，充分溶解得澄清透明溶液；
c)将步骤b)所得溶液加入步骤a)所得粉体中，充分捏合，得到可塑性面团；
d)将步骤c)所得可塑性面团挤条成型后于120℃干燥24小时，再在520℃焙烧4小时，冷却即得到脱氯剂D。
实施例5
a)称取含有55.0克SiO2的硅藻土粉体、2.0克甲基纤维素和含有30.0克K2CO3的碳酸钾粉体，将三者混合均匀，得到混合粉体；
b)称取氢氧化钾15.0克，加入约80毫升水，充分溶解得澄清透明溶液；
c)将步骤b)所得溶液加入步骤a)所得粉体中，充分捏合，得到可塑性面团；
d)将步骤c)所得可塑性面团挤条成型后于120℃干燥2小时，再在500℃焙烧3小时，冷却即得到脱氯剂E。
实施例6
a)称取含有30.0克SiO2的硅藻土粉体、5.0克田菁胶和含有50.0克Na2CO3的碳酸钠粉体，将三者混合均匀，得到混合粉体；
b)称取氢氧化钠20.0克，加入约70毫升水，充分溶解得澄清透明溶液；
c)将步骤b)所得溶液加入步骤a)所得粉体中，充分捏合，得到可塑性面团；
d)将步骤c)所得可塑性面团挤条成型后于135℃干燥12小时，再在535℃焙烧3小时，冷却即得到脱氯剂F。
实施例7
本实施例为脱氯剂A～F脱除HCl性能的测试结果。脱氯剂强度测试在智能强度仪上测量，以侧压强度计。脱氯性能测试在Φ20mm石英玻璃反应管中进行，将脱氯剂A～F用剪刀剪成的高径比约等于1的颗粒，各取30ml装入反应器中，液相油品为重整生成油，体积空速1～4h-1，配入HCl含量为50μg/L，反应温度5～50℃，压力为常压，氯容量以出口油中HCl含量大于0.1μg/L时的脱氯剂吸附量即穿透氯容表示。其结果见表1：
表1、各实施例脱氯剂性能测试结果

Claims (9)

1.一种高强度液相脱氯剂及其制备方法和应用，属于液相油品中无机氯和有机氯的吸附剂，其特征在于：以多孔硅藻土为基体，碱金属碳酸盐或碱金属氢氧化物为活性组分，甲基纤维素或田箐胶为助剂。
2.根据权利要求1所述的一种高强度液相脱氯剂及其制备方法和应用，其特征在于：以多孔硅藻土为载体，具有丰富的孔道和超大的孔容，孔道内沉积高活性的碱金属化合物，孔容大于1.0ml/g。
3.根据权利要求1所述的一种高强度液相脱氯剂及其制备方法和应用，其特征在于：以多孔硅藻土为基体，碱金属碳酸盐或碱金属氢氧化物为活性组分，甲基纤维素或田箐胶为助剂制得的脱氯剂颗粒抗压碎强度≥100N/cm2。
4.根据权利要求1所述的一种高强度液相脱氯剂及其制备方法和应用，其特征在于：活性组分的碱金属碳酸盐具体为碳酸钠、碳酸钾，所述的碱金属的氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾。
5.根据权利要求1所述的一种高强度液相脱氯剂及其制备方法和应用，其特征在于：所述的脱氯剂以多孔硅藻土为基体，基体孔道内沉积高活性的碱金属化合物，脱氯剂的组成以脱氯剂质量为基准的化学组成为：M2O为10～45％，余量为氧化硅，其中M为Na、K等碱金属元素。
6.根据权利要求1所述的一种高强度液相脱氯剂及其制备方法和应用，具有以下步骤：
a)将硅藻土、碱金属碳酸盐、适量的助剂粉体按所述重量百分比称重，混合均匀；
b)将碱金属氢氧化物按所述重量百分比称重，加水充分溶解，得到澄清透明溶液；
c)将步骤b)所得溶液加入步骤a)所得粉体中，充分捏合，得到可塑性面团。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：将步骤c)所得可塑性面团挤条成型后于100～150℃干燥2小时以上，再在480～550℃焙烧2～4小时制得成品脱氯剂。
8.权利要求1所述的高强度液相脱氯剂用于液相油品脱氯，特别是适用于重整生成油中氯化物的脱氯。
9.权利要求8所述的应用，其特征在于工艺条件包括：在油品为液相的条件下进行脱氯处理，优选重整生成油为液相的条件下进行脱氯处理，液时体积空速为：1～4h-1；脱氯处理反应温度为：5～50℃；反应压力为：常压。
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