[发明专利]制备吸着剂的方法

说明书

描述了一种制备吸着剂的方法，该方法包括以下步骤：(i)将硫化铜材料微粒与经煅烧的、可再水合的氧化铝微粒混合在一起，(ii)使混合物成形，和(iii)将成形的混合物干燥，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。

吸着剂中常规地形成硫化铜，或者通过含有可硫化的铜化合物的吸着剂前体与流体料流中存在的硫化氢(H₂S)反应来原位形成，或者通过同样用硫化氢来预硫化吸着剂前体。对于氧化铜，该反应描述如下：

CuO+H₂S→CuS+H₂O

类似地，当使用碱式碳酸铜材料时，形成CO₂和H₂O。

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。

据信铜化合物的转化是必须的，以提供具有适合的物理性质和对重金属的有效容量的吸着剂。但是，使用这些硫化剂的硫化方法如果不加仔细控制，会导致不均匀的产品和受损的物理性质。并且，硫化氢是有毒的气体，对于大规模硫化需要控制措施。所以，需要寻找替代方法，其本质上更安全、更简单，并且提供改进的产品均匀性。

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。

已经发现，将载体材料微粒和粘结剂的组合用经煅烧的、可再水合的氧化铝微粒替换，改进了吸着剂性质。

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)将硫化铜材料微粒与经煅烧的、可再水合的氧化铝微粒混合在一起，

(ii)使混合物成形，和

(iii)将成形的混合物干燥，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。