[发明专利]制备吸着剂的方法

说明书

描述了一种制备制备吸着剂的方法，该方法包括以下步骤：(i)形成包含载体材料微粒的附聚物，(ii)用包含硫化铜微粒和经煅烧的、可再水合的氧化铝微粒的涂料混合物粉末涂覆该附聚物，以形成经涂覆的附聚物，和(iii)干燥该经涂覆的附聚物，以形成经干燥的吸着剂。

本发明涉及制备吸着剂的方法，特别是制备包含硫化铜的吸着剂的方法。

含有硫化铜的吸着剂可以用来从流体料流中除去重金属。在流体料流如烃或其他气体和液体料流中少量存在重金属如汞。烃料流中还可能少量存在砷和锑。除了它的毒性之外，汞还可能造成铝热交换器和其他工艺设备的失灵。所以，需要有效地从流体料流中除去这些金属，优选在工艺流程中尽可能早地除去。

铜吸着剂常规上是粒化的组合物，或者由沉淀的含铜组合物形成的颗粒。

WO2009/101429公开了一种制造吸收剂的方法，其包括以下步骤：(i)形成组合物，该组成物包含能够形成硫化铜的铜化合物微粒，载体材料微粒，和一种或多种粘结剂，(ii)使该组合物成形以形成吸收剂前体，(iii)干燥该吸收剂前体材料，和(iv)硫化该前体以形成该吸收剂。用来硫化吸收剂前体的硫化剂可以是一种或多种硫化合物，如硫化氢、硫化羰、硫醇和多硫化物或者这些的混合物。优选硫化氢。

WO2011/021024公开了一种制造吸着剂的方法，其包括以下步骤：(i)从溶液或浆料向载体材料的表面上施加铜化合物层，和(ii)干燥经涂覆的载体材料，其中干燥的载体上该铜化合物层的厚度是1-200μm。在实施例中，铜化合物层形成自铜氨合碳酸盐的溶液或碱式碳酸铜的浆料。通过施用一种或多种硫化合物以硫化该铜化合物并形成CuS，来将前体转化成适于从液体或气体中除去重金属的吸着剂。

虽然这种方法提供经涂覆的铜吸着剂，但是需要避免必须采用单独的硫化步骤。

还需要改进产品的物理性质，尤其是压碎强度，目前这依赖于使用一种或多种粘结剂。

所以，本发明提供一种制备吸着剂的方法，该方法包括以下步骤：

(i)形成包含载体材料微粒的附聚物，

(ii)用包含硫化铜微粒和经煅烧的、可再水合的氧化铝微粒的涂料混合物粉末涂覆该附聚物，以形成经涂覆的附聚物，和

(iii)干燥该经涂覆的附聚物，以形成经干燥的吸着剂。

本发明进一步提供一种能够通过该方法获得的吸着剂，和该吸着剂在从含重金属的流体料流中除去重金属如汞、砷、硒、镉和锑中的用途。

“吸着剂”包括吸收剂和吸附剂。

“经煅烧的、可再水合的氧化铝”是指经煅烧的无定形或结晶差的过渡氧化铝包括ρ-、χ-和假γ-氧化铝中的一种或多种。这样的氧化铝能够再水合，并且能够在反应性形式中保留大量水。经煅烧的、可再水合的氧化铝可商购，例如以“CP alumina powders”获自BASF AG。它们可以通过将三水铝矿(Al(OH)₃)研磨到1-20μm粒度，再在短的接触时间内闪速煅烧来制备，如美国专利2,915,365中所述。除了三水铝矿之外，无定形氢氧化铝和其他天然存在的矿物晶体氢氧化物如三羟铝石和新三水氧化铝，或一氧化氢氧化物如勃姆石(AlOOH)和水铝石也可以用作经煅烧的、可再水合的氧化铝的来源。

附聚物可以描述为惰性“核”，其上涂覆有包含硫化铜和经煅烧的、可再水合的氧化铝的涂料混合物粉末。因为核意在是惰性的，所以不包含铜化合物。附聚物包含载体材料微粒和任选的一种或多种粘结剂。这样的载体材料包括氧化铝、金属铝酸盐、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化锌、铝硅酸盐、沸石、金属碳酸盐、碳化硅、碳或其混合物。载体材料提供使吸着剂的物理性质适合任务的手段。所以，可以使吸着剂的表面积、孔隙率和压碎强度适应它的用途。载体材料令人期望地是氧化物材料，如氧化铝、二氧化钛、氧化锆、二氧化硅和铝硅酸盐或者这些中两种或更多种的混合物。还可以使用水合氧化物，例如三水合氧化铝或勃姆石。