[发明专利]一种脱除合成气等还原性气体中杂质氧的净化剂及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明属于气体净化剂及其制备和应用领域，更具体地说涉及一种脱除合成气等还原性气体中杂质氧的净化剂及其制备和应用。

背景技术

合成气是一种以一氧化碳、氢气为主要组分，用途极为广泛的化工原料气。合成气的来源范围很广,可以由煤或焦炭等固体燃料汽化产生,也可以经天然气、石脑油等轻质烃类制取,还可以由重油经部分氧化法生产。

在生产合成气期间，不仅生成了一氧化碳、氢气等有用组份，还产生了某些有毒有害物质，例如：杂质氧。合成气中所含杂质氧会与羰化产物反应生成抑制羰基合成反应的酸，并氧化助催化剂，使其生成无催化作用的络合物，使高沸物积累，降低反应效果。此外生产高纯氢、高纯一氧化碳，其中氧含量也是一个重要的考核指标。

在现有的脱除合成气等还原性气体中杂质氧的净化剂的报道中，CN 1220302A公开了一种以活性炭或γ-Al₂O₃为载体，以铜、锰、钴的氧化物作为活性组分，采用浸渍法制备的净化剂。该净化剂在反应温度110℃~150℃，反应空速1000~2000h^-1，可以对＜1%氧含量的高浓度一氧化碳气体进行脱氧，净化后的气体残氧量＜1*10^-6。

CN 1332753C公开了一种以活性氧化铝为载体，以贵金属铂、钼的氧化物作为活性组分，采用浸渍法制备的净化剂。该净化剂使用前需要预还原，还原后在反应温度190℃，反应空速8000h^-1，可以对氧含量为2000*10^-6的合成气进行脱氧，净化后的气体残氧量为0.04*10^-6。

在现有报道的非贵金属脱氧剂中均存在净化后气体残氧量较高的问题，而现有报道的贵金属脱氧剂，净化后气体残氧量虽然可以达到0.04*10^-6，但又存在着生产成本过高的问题。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种具有较高脱除精度的净化剂，以适应目前合成气等还原性气体脱除杂质氧的要求。本发明的另一目的是提供该净化剂的制备方法及其应用。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种脱除合成气等还原性气体中杂质氧的净化剂，由活性成分和载体组成，所述净化剂的通式为CuZnCa(O)-载体，其中在CuZnCa(O)中摩尔比为Cu/Zn/Ca=1/(0.05～0.4)/(0.2～0.7) ，按质量比载体/CuO=(1.8～2.3)/1。

作为选择，所述CuZnCa(O)中摩尔比为Cu/Zn/Ca=1/(0.07～0.35)/(0.25～0.65) ，按质量比载体/CuO=(1.4～2.1)/1。

作为进一步选择，所述CuZnCa(O)中摩尔比为Cu/Zn/Ca=1/(0.1～0.19)/(0.27～0.63) ，按质量比载体/CuO=(1.5～2)/1。

一种前述脱除合成气等还原性气体中杂质氧的净化剂的制备方法，依次包括以下步骤：

（a）将金属Cu、Zn、Ca可溶盐的混合水溶液A与沉淀剂的水溶液B混合均匀使其发生沉淀反应生成浆料C；

（b）老化浆料C；

（c）向浆料C中加入所需量的载体得到净化剂前躯体D；

（d）过滤净化剂前躯体D得到净化剂前驱体E；

（e）将净化剂前驱体E在50℃～110℃条件下干燥，300℃～450℃条件下焙烧，成型即得到所需的净化剂。

作为选择，步骤（a）中所述金属Cu、Zn、Ca的可溶盐为硝酸盐，步骤（a）中所述沉淀剂为碳酸钠。

作为选择，所述载体是活性炭，该载体可以在反应条件下更好地协助净化剂其他组分脱除微量氧。

一种前述的脱除合成气等还原性气体中杂质氧的净化剂的应用，操作条件为：反应温度为170℃～300℃，反应压力为0 Mpa～2.0Mpa，反应空速为500 h^-1～8000h^-1。

作为选择，操作条件为：反应温度为160℃～310℃，反应压力为0Mpa～5.5Mpa，反应空速为200h^-1～9000h^-1。

作为进一步选择，反应温度为170℃～300℃，反应压力为0Mpa～5.0Mpa，反应空速为500h^-1～8000h^-1。