一種脫砷劑及其制備方法與應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種脫砷劑及其制備方法與應(yīng)用。所述脫砷劑包括載體以及負載在所述載體上的活性組分；所述載體為鎂鋁尖晶石；所述活性組分包括NiMn2O4尖晶石。所述脫砷劑的制備方法包括如下步驟：將鎳前驅(qū)物和錳前驅(qū)物的水溶液與所述鎂鋁尖晶石等體積浸漬靜置4～8h，得到樣品；再將所述樣品于120℃～140℃下干燥4～8h；將干燥后的所述樣品置于350℃～550℃環(huán)境下焙燒2～6h，制得所述脫砷劑。所述脫砷劑穩(wěn)定性好，砷容高，能在高壓、高溫、高汽氣比和高濃度CO條件下的煤制合成氣中進行脫砷處理，且水煤氣變換副反應(yīng)以及其他副反應(yīng)如甲烷化、費托合成程度低。
【專利說明】
一種脫砷劑及其制備方法與應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及煤化工領(lǐng)域，具體涉及一種脫砷劑及其制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 煤炭是我國的重要資源，煤制合成氣技術(shù)是煤資源的主要利用方式之一。一般情 況下，煤先經(jīng)各種氣化技術(shù)，如水煤漿加壓氣化技術(shù)、粉煤加壓氣化技術(shù)和固定床加壓氣化 技術(shù)等氣化后，再經(jīng)催化劑進行凈化和催化，調(diào)節(jié)H/C后，得到煤制合成氣。這些合成氣可以 合成后續(xù)的各種產(chǎn)品，如氨、甲醇、氫、油和乙二醇等。
[0003] 上述氣化技術(shù)得到的合成氣成分非常復(fù)雜，除了具有高壓、高濃度H2S以及高汽氣 比和高濃度C0的特點外，同時，還產(chǎn)生微量0 2)也3、1〇^、重金屬等其它雜質(zhì)，這些雜質(zhì)都需 要脫除或轉(zhuǎn)化。而其中的砷化物的脫除至關(guān)重要，因為后續(xù)的各種催化劑，如水煤氣變換催 化劑等對砷化物十分敏感，幾十ppb(parts per bi 11 ion)的砷化物就可致使催化劑中毒而 快速失活，影響裝置的正常運行。所以，煤制合成氣在使用之前，必須對其進行脫砷處理。
[0004] 目前，常用的脫砷為在載體上負載活性成分來進行脫砷處理。如，載體可以選擇活 性炭、多孔無定型鎂鋁結(jié)晶石等，活性成分可以選擇金屬氧化物等。中國專利文獻 CN105536689A公開了一種負載型脫砷劑及其制備方法。該負載型脫砷劑以多孔無定型鎂鋁 結(jié)晶石為載體、CuO和/或M0為活性組分。該負載型脫砷劑具有吸附容量大、脫砷率大、穩(wěn)定 性尚的優(yōu)點。
[0005] 但是，上述專利文獻公開的技術(shù)方案存在如下區(qū)別技術(shù)特征：1)活性組分，特別是 CuO,本身即可作為水煤氣變換反應(yīng)的催化劑，在脫砷過程中易導(dǎo)致煤制合成氣發(fā)生水煤氣 變換副反應(yīng)以及其他副反應(yīng)如甲烷化、費托合成等;2)多孔無定型鎂鋁結(jié)晶石性質(zhì)不穩(wěn)定， 無定型形態(tài)易受外界(特別是高壓、高溫、高汽氣比、高濃度C0)影響，導(dǎo)致其性能改變，進而 會加劇脫砷過程中煤制合成氣的水煤氣變換副反應(yīng)的發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為此，本發(fā)明所要解決的是脫砷劑在脫砷過程中易導(dǎo)致煤制合成氣發(fā)生水煤氣變 換副反應(yīng)以及其他副反應(yīng)如甲烷化、費托合成等問題，從而提供一種脫砷過程中水煤氣變 換副反應(yīng)低、吸附容量大、脫砷精度好、脫砷率高、性能穩(wěn)定性高的脫砷劑及其制備方法。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0008] 本發(fā)明所提供的脫砷劑，包括載體以及負載在所述載體上的活性組分;所述載體 為鎂鋁尖晶石;所述活性組分包括NiMn20 4尖晶石。
[0009] 所述鎂鋁尖晶石的比表面積為150m2/g~280m2/g;所述鎂鋁尖晶石的結(jié)晶度為85 ~95%〇
[0010] 所述活性組分與所述載體的質(zhì)量比為(4.5~30): 100。
[0011] 進一步地，所述活性組分與所述載體的質(zhì)量比為(5~22): 100。
[0012] 所述活性組分還包括NiO和/或Mn〇2;所述NiO與所述載體的質(zhì)量比為（5~15): 100;所述Mn〇2與所述載體的質(zhì)量比為(5~15): 100。
[0013] 本發(fā)明還提供了上述脫砷劑的制備方法，包括如下步驟：
[0014] 將鎳前驅(qū)物和錳前驅(qū)物的水溶液與所述鎂鋁尖晶石等體積浸漬靜置4~8h，得到 樣品；
[0015] 再將所述樣品于120 °C~140 °C下干燥4~8h;
[0016] 將干燥后的所述樣品置于350°C~550°C環(huán)境下焙燒2~6h，制得所述脫砷劑。
[0017] 所述鎂鋁尖晶石的制備方法，包括如下步驟：
[0018] S1、將鎂源和鋁源與酸性水溶液進行混捏，其中，所述鋁源和所述鎂源的摩爾比按 MgO/Al2〇3計為(0.8~1.2): (1.5~2)，所述酸性水溶液為硝酸水溶液和/或醋酸水溶液，所 述酸性水溶液的摩爾濃度為lmo 1 /L-3mo 1 /L;
[0019] S2、將混捏后的混合物與添加劑按質(zhì)量比為(0.64~1.2): 125混合均勻后進行成 型，其中，所述添加劑為草酸、檸檬酸、硅酸中的至少一種；
[0020] S3、對成型后的混合物進行干燥、焙燒，冷卻后得到所述鎂鋁尖晶石。
[0021] 所述步驟S1中，所述鋁源為Al2〇3 ? H20、擬薄水鋁石、Al2〇3 ? 3H20、硝酸鋁、Al2〇3粉 中的至少一種；
[0022] 所述鎂源為Mg0、Mg(0H)2、堿式碳酸鎂中的至少一種；
[0023] 所述步驟S2中，所述添加劑為草酸、檸檬酸和硅酸，其中，所述草酸、所述檸檬酸、 所述硅酸的摩爾比為1: (0.8~1.2): (0.8~2)。
[0024] 所述干燥步驟的溫度為70°C~130°C，時間為2h_10h;
[0025] 所述焙燒步驟的溫度為550°C_650°C，焙燒時間為2h-8h。
[0026] 另外，本發(fā)明還提供了上述脫砷劑在煤制合成氣脫砷工藝中的應(yīng)用，所述煤制合 成氣脫砷工藝的反應(yīng)條件如下:溫度為250-300 °C、壓力:4.0~6. OMPa、汽氣比為1.0~1.8、 煤制合成氣中C0含量為40-50wt%。
[0027] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
[0028] 1)本發(fā)明實施例所提供的脫砷劑，通過選擇鎂鋁尖晶石為載體，并將負載于其上 的NiMn 204尖晶石作為活性成分。高結(jié)晶度的鎂鋁尖晶石不但能夠提供豐富的孔道，而且在 高壓、高溫、高汽氣比和高濃度C0條件下具有較高的穩(wěn)定性，在煤制合成氣中進行脫砷處 理，不會發(fā)生相變、水合反應(yīng)以及其他反應(yīng)，從而保證了脫砷反應(yīng)的穩(wěn)定性。而活性成分 NiMn 2〇4尖晶石對水煤氣變換副反應(yīng)的催化特性是惰性的，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、砷容高。選擇鎂鋁尖晶 石和NiMn2〇 4尖晶石分別作為載體和活性成分，兩者晶體結(jié)構(gòu)相同，不但結(jié)合度高，使得活性 成分能夠有效參與脫砷反應(yīng);而且穩(wěn)定性強，有效降低了使水煤氣變換的副反應(yīng)以及其他 副反應(yīng)的發(fā)生，保證了脫砷效果。
[0029] 2)本發(fā)明實施例所提供的脫砷劑，通過選擇鎂鋁尖晶石和NiMn2〇4尖晶石，在面對 煤制合成氣中高濃度的H2S時，NiMn2〇4不會被H2S硫化而失去活性，耐硫性能好。
[0030] 3)本發(fā)明實施例所提供的脫砷劑，采用NiMn2〇4作為活性組分，通過浸漬法合成，生 產(chǎn)工藝簡單，比表面積較大，活性金屬組分分散性好，通過控制上述活性組分的比例可以得 到具有大于15wt %砷容的脫砷劑，且可以實現(xiàn)煤合成氣的深度脫砷，效率高達99 %以上。 [0031] 4)本發(fā)明實施例所提供的脫砷劑，在模擬煤制合成氣為CO 45wt%、C02wt 5.0%、 H2S 1000ppm、As 0.23ppm、其余為H2的條件下，于溫度為300°C、壓力為4.0MPa、空速為 30001T1、汽氣比為1.5的條件下，將脫砷劑用于模擬煤制合成氣的脫砷處理，經(jīng)過測試，水煤 氣變換副反應(yīng)活性（以C0轉(zhuǎn)化率計％ )低于6 %，脫砷率仍能高達98.8 %以上。
[0032] 5)本發(fā)明實施例所提供的脫砷劑的制備方法，通過將鎳前驅(qū)物和錳前驅(qū)物的水溶 液與所述鎂鋁尖晶石等體積浸漬靜置4~8h，再將浸漬后的樣品于120°C~140°C干燥4~ 8h，350 °C~550 °C焙燒2~6h，制得所述脫砷劑。通過浸漬使鎳前驅(qū)物和錳前驅(qū)物充分分散 在鎂鋁尖晶石載體上，再經(jīng)過焙燒使NiO和Mn0 2轉(zhuǎn)化為NiMn2〇4尖晶石，生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn) 成本低。
【具體實施方式】
[0033] 為了更好地說明本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點，下面將結(jié)合具體實施例對本發(fā) 明做進一步描述。本發(fā)明可以以許多不同的形式實施，而不應(yīng)該被理解為限于在此闡述的 實施例。相反，提供這些實施例，使得本公開將是徹底和完整的，并且將把本發(fā)明的構(gòu)思充 分傳達給本領(lǐng)域技術(shù)人員，本發(fā)明將僅由權(quán)利要求來限定。
[0034] 實施例1
[0035] 本實施例提供了一種脫砷劑及其制備方法。該脫砷劑由載體以及負載在載體上的 活性組分;載體為比表面積為173.2m2/g、結(jié)晶度為88%的鎂鋁尖晶石，活性組分為NiMn 2〇4 尖晶石，活性組分與載體的質(zhì)量比為12:100。
[0036] 本實施例所述的脫砷劑的制備方法，包括如下步驟：
[0037] S1、將鎂源-輕質(zhì)MgO、鋁源-A1203 ? 3H20與酸性水溶液進行混捏，鋁源和鎂源的摩 爾比按MgO/Al2〇3計為1:2，酸性水溶液為硝酸水溶液，濃度2mol/L;
[0038] S2、向混捏后的混合物中添加無機添加劑，保證混捏后的混合物和無機添加劑的 質(zhì)量比為1:125,混合均勻后進行成型，其中，無機添加劑為摩爾比為1:1.2:2的草酸、檸檬 酸和硅酸的混合液；
[0039] S3、將成型后的混合物在120 °C下干燥6h;
[0040] S4、將干燥后的混合物在600 °C下焙燒6h，得到比表面積為173.2m2/g、結(jié)晶度為 88%的儀錯尖晶石；
[0041] S5、將鎳前驅(qū)物和錳前驅(qū)物的水溶液與鎂鋁尖晶石載體等體積浸漬靜置6h，再將 浸漬后的樣品于120 °C下干燥6h，400°C焙燒4h，制得脫砷劑。
[0042] 實施例2
[0043]本實施例提供了一種脫砷劑及其制備方法。該脫砷劑由載體以及負載在載體上的 活性組分;載體為比表面積為158.9m2/g、結(jié)晶度為86%的鎂鋁尖晶石，活性組分為NiMn2〇 4 尖晶石，活性組分與載體的質(zhì)量比為12:100。
[0044] 本實施例所述的脫砷劑的制備方法，包括如下步驟：
[0045] S1、將鎂源-輕質(zhì)堿式碳酸鎂、鋁源-擬薄水鋁石與酸性水溶液進行混捏，鋁源和鎂 源的摩爾比按MgO/Al2〇3計為0.8:2，酸性水溶液為硝酸水溶液，濃度2mol/L;
[0046] S2、向混捏后的混合物中添加無機添加劑，保證混捏后的混合物和無機添加劑的 質(zhì)量比為0.64:125,混合均勻后進行成型，其中，無機添加劑為摩爾比為1:1.0:2的草酸、檸 檬酸和硅酸的混合液；
[0047] S3、將成型后的混合物在110°C下干燥6h;
[0048] S4、將干燥后的混合物在550 °C下焙燒8h，得到比表面積為158.9m2/g、結(jié)晶度為 86 %的鎂鋁尖晶石；
[0049] S5、將鎳前驅(qū)物和錳前驅(qū)物的水溶液與鎂鋁尖晶石載體等體積浸漬靜置7h，再將 浸漬后的樣品于120°C下干燥4h，500°C焙燒5h，制得脫砷劑。
[0050] 實施例3
[0051] 本實施例提供了一種脫砷劑及其制備方法。該脫砷劑由載體以及負載在載體上的 活性組分;載體為比表面積為171.1m2/g、結(jié)晶度為90%的鎂鋁尖晶石，活性組分為NiMn 2〇4 尖晶石，活性組分與載體的質(zhì)量比為12:100。
[0052]本實施例所述的脫砷劑的制備方法，包括如下步驟：
[0053] S1、將鎂源-輕質(zhì)MgO、鋁源-A1203 ? H20與酸性水溶液進行混捏，鋁源和鎂源的摩爾 比按MgO/Al2〇3計為1.2:1.5，酸性水溶液為硝酸水溶液，濃度2mol/L;
[0054] S2、向混捏后的混合物中添加無機添加劑，保證混捏后的混合物和無機添加劑的 質(zhì)量比為1.2:125,混合均勻后進行成型，其中，無機添加劑為摩爾比為1:1.0:1.5的草酸、 朽1檬酸和娃酸的混合液；
[0055] S3、將成型后的混合物在80°C下干燥8h;
[0056] S4、將干燥后的混合物在650°C下焙燒6h，得到比表面積為171.1m2/g、結(jié)晶度為 90 %的鎂鋁尖晶石；
[0057] S5、將鎳前驅(qū)物和錳前驅(qū)物的水溶液與鎂鋁尖晶石載體等體積浸漬靜置4h，再將 浸漬后的樣品于120 °C下干燥6h，400°C焙燒4h，制得脫砷劑。
[0058] 實施例4
[0059] 本實施例提供了一種脫砷劑及其制備方法。該脫砷劑由載體以及負載在載體上的 活性組分;載體為比表面積為169.7m2/g、結(jié)晶度為85%的鎂鋁尖晶石，活性組分為NiMn 2〇4 尖晶石，活性組分與載體的質(zhì)量比為15:100。
[0060] 本實施例所述的脫砷劑的制備方法，包括如下步驟：
[0061] S1、將鎂源_Mg(0H)2、鋁源-擬薄水鋁石與酸性水溶液進行混捏，鋁源和鎂源的摩 爾比按MgO/Al 2〇3計為1:2，酸性水溶液為硝酸水溶液，濃度2mol/L;
[0062] S2、向混捏后的混合物中添加無機添加劑，保證混捏后的混合物和無機添加劑的 質(zhì)量比為1:125,混合均勻后進行成型，其中，無機添加劑為摩爾比為1:1.2:2的草酸、檸檬 酸和硅酸的混合液；
[0063] S3、將成型后的混合物在100 °C下干燥4h;
[0064] S4、將干燥后的混合物在600 °C下焙燒5h，得到比表面積為169.7m2/g、結(jié)晶度為 85 %的鎂鋁尖晶石；
[0065] S5、將鎳前驅(qū)物和錳前驅(qū)物的水溶液與鎂鋁尖晶石載體等體積浸漬靜置5h，再將 浸漬后的樣品于140°C下干燥6h，550°C焙燒4h，制得脫砷劑。
[0066] 實施例5
[0067] 本實施例提供了一種脫砷劑及其制備方法。該脫砷劑由載體以及負載在載體上的 活性組分;載體為比表面積為158.8m2/g、結(jié)晶度為88%的鎂鋁尖晶石，活性組分為NiMn 2〇4 尖晶石，活性組分與載體的質(zhì)量比為20:100。
[0068] 本實施例所述的脫砷劑的制備方法，包括如下步驟：
[0069] S1、將鎂源-輕質(zhì)MgO、鋁源-Al2〇3 ? 3H20與酸性水溶液進行混捏，鋁源和鎂源的摩 爾比按MgO/Al2〇3計為1:2，酸性水溶液為硝酸水溶液，濃度2mol/L;
[0070] S2、向混捏后的混合物中添加無機添加劑，保證混捏后的混合物和無機添加劑的 質(zhì)量比為1:125,混合均勻后進行成型，其中，無機添加劑為摩爾比為1:1.0:2的草酸、檸檬 酸和硅酸的混合液；
[0071] S3、將成型后的混合物在100°C下干燥6h;
[0072] S4、將干燥后的混合物在550 °C下焙燒8h，得到比表面積為158.8m2/g、結(jié)晶度為 88%的儀錯尖晶石；
[0073] S5、將鎳前驅(qū)物和錳前驅(qū)物的水溶液與鎂鋁尖晶石載體等體積浸漬靜置6h，再將 浸漬后的樣品于120 °C下干燥6h，450°C焙燒4h，制得脫砷劑。
[0074] 實施例6
[0075] 本實施例提供了一種脫砷劑及其制備方法。該脫砷劑由載體以及負載在載體上的 活性組分;載體為比表面積為157.9m2/g、結(jié)晶度為92%的鎂鋁尖晶石，活性組分為NiMn 2〇4 尖晶石，活性組分與載體的質(zhì)量比為15:100。
[0076] 本實施例所述的脫砷劑的制備方法，包括如下步驟：
[0077] S1、將鎂源-輕質(zhì)MgO、鋁源-擬薄水鋁石與酸性水溶液進行混捏，鋁源和鎂源的摩 爾比按MgO/Al 2〇3計為1:2，酸性水溶液為硝酸水溶液，濃度2mol/L;
[0078] S2、向混捏后的混合物中添加無機添加劑，保證混捏后的混合物和無機添加劑的 質(zhì)量比為1:125,混合均勻后進行成型，其中，無機添加劑為摩爾比為1:1.2:2的草酸、檸檬 酸和硅酸的混合液；
[0079] S3、將成型后的混合物在120 °C下干燥6h;
[0080] S4、將干燥后的混合物在600 °C下焙燒8h，得到比表面積為157.9m2/g、結(jié)晶度為 92 %的鎂鋁尖晶石；
[0081] S5、將鎳前驅(qū)物和錳前驅(qū)物的水溶液與鎂鋁尖晶石載體等體積浸漬靜置5h，再將 浸漬后的樣品于120°C下干燥6h，500°C焙燒4h，制得脫砷劑。
[0082] 實施例7
[0083] 本實施例提供了一種脫砷劑及其制備方法。該脫砷劑由載體以及負載在載體上的 活性組分;載體為比表面積為200m2/g、結(jié)晶度為89 %的鎂鋁尖晶石，活性組分為NiMn2〇4尖 晶石，活性組分與載體的質(zhì)量比為20:100。
[0084] 本實施例所述的脫砷劑的制備方法，包括如下步驟：
[0085] S1、將鎂源-Mg (0H) 2、鋁源-A1203粉與酸性水溶液進行混捏，鋁源和鎂源的摩爾比 按MgO/Al2〇3計為1:2，酸性水溶液為硝酸水溶液，濃度2mol/L;
[0086] S2、向混捏后的混合物中添加無機添加劑，保證混捏后的混合物和無機添加劑的 質(zhì)量比為1:125,混合均勻后進行成型，其中，無機添加劑為摩爾比為1:0.8:0.8的草酸、檸 檬酸和硅酸的混合液；
[0087] S3、將成型后的混合物在130°C下干燥2h;
[0088] S4、將干燥后的混合物在650 °C下焙燒2h，得到比表面積為200m2/g、結(jié)晶度為89 % 的鎂鋁尖晶石；
[0089] S5、將鎳前驅(qū)物和錳前驅(qū)物的水溶液與鎂鋁尖晶石載體等體積浸漬靜置8h，再將 浸漬后的樣品于130°C下干燥8h，350°C焙燒6h，制得脫砷劑。
[0090] 實施例8
[0091] 本實施例提供了一種脫砷劑及其制備方法。該脫砷劑由載體以及負載在載體上的 活性組分;載體為比表面積為280m2/g、結(jié)晶度為91%的鎂鋁尖晶石，活性組分為NiMn 2〇4尖 晶石，活性組分與載體的質(zhì)量比為30:100。
[0092 ]本實施例所述的脫砷劑的制備方法，包括如下步驟：
[0093] S1、將鎂源-Mg (0H) 2、鋁源-A1203粉與酸性水溶液進行混捏，鋁源和鎂源的摩爾比 按MgO/Al2〇3計為1:2，酸性水溶液為硝酸水溶液，濃度3mol/L;
[0094] S2、向混捏后的混合物中添加無機添加劑，保證混捏后的混合物和無機添加劑的 質(zhì)量比為1:125,混合均勻后進行成型，其中，無機添加劑為摩爾比為1:0.8:1的草酸、檸檬 酸和硅酸的混合液；
[0095] S3、將成型后的混合物在70°C下干燥10h;
[0096] S4、將干燥后的混合物在580 °C下焙燒5h，得到比表面積為280m2/g、結(jié)晶度為91 % 的鎂鋁尖晶石；
[0097] S5、將鎳前驅(qū)物和錳前驅(qū)物的水溶液與鎂鋁尖晶石載體等體積浸漬靜置6h，再將 浸漬后的樣品于125°C下干燥6h，500°C焙燒4h，制得脫砷劑。
[0098] 實施例9
[0099] 本實施例提供了一種脫砷劑及其制備方法。該脫砷劑由載體以及負載在載體上的 活性組分;載體為比表面積為230m2/g、結(jié)晶度為93%的鎂鋁尖晶石，活性組分為NiMn 2〇4尖 晶石，活性組分與載體的質(zhì)量比為5:100。
[0100] 本實施例所述的脫砷劑的制備方法，包括如下步驟：
[0101] S1、將鎂源-Mg (0H) 2、鋁源-Al2〇3粉與酸性水溶液進行混捏，鋁源和鎂源的摩爾比 按MgO/Al2〇3計為1:2，酸性水溶液為硝酸水溶液，濃度lmol/L;
[0102] S2、向混捏后的混合物中添加無機添加劑，保證混捏后的混合物和無機添加劑的 質(zhì)量比為1:125,混合均勻后進行成型，其中，無機添加劑為摩爾比為1:0.8:1.2的草酸、檸 檬酸和硅酸的混合液；
[0103] S3、將成型后的混合物在100 °C下干燥7h;
[0104] S4、將干燥后的混合物在580 °C下焙燒5h，得到比表面積為230m2/g、結(jié)晶度為93 % 的鎂鋁尖晶石；
[0105] S5、將鎳前驅(qū)物和錳前驅(qū)物的水溶液與鎂鋁尖晶石載體等體積浸漬靜置6h，再將 浸漬后的樣品于140°C下干燥5h，550°C焙燒4h，制得脫砷劑。
[0106] 實施例10
[0107] 本實施例提供了一種脫砷劑及其制備方法。該脫砷劑由載體以及負載在載體上的 活性組分;載體為比表面積為157.9m2/g、結(jié)晶度為87%的鎂鋁尖晶石，活性組分為NiMn 2〇4 尖晶石111〇2，其中，附11112〇4尖晶石111〇2與載體的質(zhì)量比為10 :5:100。
[0108] 本實施例所述的脫砷劑的制備方法，包括如下步驟：
[0109] S1、將鎂源-輕質(zhì)MgO、鋁源-擬薄水鋁石與酸性水溶液進行混捏，鋁源和鎂源的摩 爾比按MgO/Al 2〇3計為1:2，酸性水溶液為硝酸水溶液，濃度2mol/L;
[0110] S2、向混捏后的混合物中添加無機添加劑，保證混捏后的混合物和無機添加劑的 質(zhì)量比為1:125,混合均勻后進行成型，其中，無機添加劑為摩爾比為1:1.2:2的草酸、檸檬 酸和硅酸的混合液；
[0111] S3、將成型后的混合物在120°C下干燥6h;
[0112] S4、將干燥后的混合物在600 °C下焙燒8h，得到比表面積為157.9m2/g、結(jié)晶度為 87 %的鎂鋁尖晶石；
[0113] S5、將鎳前驅(qū)物和錳前驅(qū)物的水溶液與鎂鋁尖晶石載體等體積浸漬靜置6h，再將 浸漬后的樣品于120 °C下干燥6h，400°C焙燒4h，制得脫砷劑。
[0114] 對比例1
[0115] 本對比例提供了一種脫砷劑及其制備方法。該脫砷劑由載體以及負載在載體上的 活性組分;載體為比表面積為160.1m2/g的鎂鋁尖晶石，活性組分為NiO和Mn0 2，Ni0、Mn02與 載體的質(zhì)量比為10:5:100。
[0116] 本對比例所述的脫砷劑的制備方法，包括如下步驟：
[0117] S1、將鎂源-輕質(zhì)MgO、鋁源-擬薄水鋁石與酸性水溶液進行混捏，鋁源和鎂源的摩 爾比按MgO/Al 2〇3計為1:2，酸性水溶液為硝酸水溶液，濃度2mol/L;
[0118] S2、向混捏后的混合物中添加無機添加劑，保證混捏后的混合物和無機添加劑的 質(zhì)量比為1:125,混合均勻后進行成型，其中，無機添加劑為摩爾比為1:1.2:2的草酸、檸檬 酸和硅酸的混合液；
[0119] S3、將成型后的混合物在120 °C下干燥6h;
[0120] S4、將干燥后的混合物在600 °C下焙燒8h，得到比表面積為157.9m2/g、結(jié)晶度為 92 %的鎂鋁尖晶石；
[0121] S5、將鎳前驅(qū)物和錳前驅(qū)物的水溶液與鎂鋁尖晶石載體等體積浸漬靜置5h，再將 浸漬后的樣品于120°C下干燥6h，制得脫砷劑。
[0122] 實驗例1
[0123] 對實施例1-10和對比例1中所制得的脫砷劑的強度、孔容積、孔徑和比表面積進行 測試，測試結(jié)果如下表1所示：
[0124] 表1
[0126]
[0127] 實驗例2
[0128] 對實施例1-10和對比例1中所述的脫砷劑的活性進行測試，測試條件:溫度為300 °C，壓力為4.0MPa，空速為3000h-S汽氣比為1.5;原料氣組成（wt%):⑶為45%，C〇2為 5.0 %，H2S為lOOOppm，As為0.23ppm，其余為出。所得結(jié)果如下表2所示：
[0129] 表2
[0131]
[0132] 從上表2數(shù)據(jù)可知，本發(fā)明實施例制備得到的脫砷劑在脫砷過程中煤制合成氣發(fā) 生水煤氣變換副反應(yīng)的活性低于5.5%，且砷容高，具有顯著的脫砷效果。實施例6中脫砷劑 的砷容高達16wt%以上;脫砷率高達99%;水煤氣變換副反應(yīng)低于3%。表明使用本發(fā)明實 施例中的脫砷劑不僅具有較高的脫砷活性，而且在高溫、高壓、高濃度C0條件下，水煤氣變 換副反應(yīng)轉(zhuǎn)化率低。針對實際生產(chǎn)的操作條件，進行溫度及空速試驗，在250-300°C溫度范 圍，空速3000-5000h- 1，壓力:4.0~6. OMPa，汽氣比為1.0~1.8，脫砷及變換副反應(yīng)均能滿足 工廠的生產(chǎn)工藝要求。
[0133] 顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對 于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或 變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或 變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。
【主權(quán)項】
1. 一種脫砷劑，包括載體以及負載在所述載體上的活性組分;其特征在于，所述載體為 鎂鋁尖晶石;所述活性組分包括NiMn 2〇4尖晶石。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫砷劑，其特征在于，所述鎂鋁尖晶石的比表面積為150m2/g~ 280m2/g; 所述鎂鋁尖晶石的結(jié)晶度為85~95 %。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的脫砷劑，其特征在于，所述活性組分與所述載體的質(zhì)量比 為（4.5~30):100。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的脫砷劑，其特征在于，所述活性組分與所述載體的質(zhì)量比為(5 ~22):100〇5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的脫砷劑，其特征在于，所述活性組分還包括M0和/ 或Mn〇2; 所述NiO與所述載體的質(zhì)量比為(5~15): 100; 所述Μη02與所述載體的質(zhì)量比為(5~15): 100。6. -種權(quán)利要求1-5任一項所述的脫砷劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： 將鎳前驅(qū)物和錳前驅(qū)物的水溶液與所述鎂鋁尖晶石等體積浸漬靜置4~8h，得到樣品； 再將所述樣品于120 °C~140 °C下干燥4~8h; 將干燥后的所述樣品置于350°C~550°C環(huán)境下焙燒2~6h，制得所述脫砷劑。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述鎂鋁尖晶石的制備方法，包括如 下步驟： 51、 將鎂源和鋁源與酸性水溶液進行混捏，其中，所述鋁源和所述鎂源的摩爾比按MgO/ AI2O3計為(0.8~1.2): (1.5~2)，所述酸性水溶液為硝酸水溶液和/或醋酸水溶液，所述酸 性水溶液的摩爾濃度為lmo 1 /L-3mo 1 /L; 52、 將混捏后的混合物與添加劑按質(zhì)量比為(0.64~1.2) :125混合均勻后進行成型，其 中，所述添加劑為草酸、檸檬酸、硅酸中的至少一種； 53、 對成型后的混合物進行干燥、焙燒，冷卻后得到所述鎂鋁尖晶石。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述鋁源為Al2〇3 · H20、擬薄水鋁石、Al2〇3 · 3H20、硝酸鋁、Al2〇3粉中的至少一種； 所述鎂源為MgO、Mg(OH)2、堿式碳酸鎂中的至少一種； 所述步驟S2中，所述添加劑為草酸、檸檬酸和硅酸，其中，所述草酸、所述檸檬酸、所述 硅酸的摩爾比為1:(0.8~1.2) :(0.8~2)。9. 根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述干燥步驟的溫度為70 。(:~130°C，時間為2h-10h; 所述焙燒步驟的溫度為550°C_650°C，焙燒時間為2h-8h。10. 權(quán)利要求1-5中任一項所述的脫砷劑在煤制合成氣脫砷工藝中的應(yīng)用，其特征在 于，所述煤制合成氣脫砷工藝的反應(yīng)條件如下:溫度為250-300°C、壓力:4.0~6. OMPa、汽氣 比為1 ·0~1.8、煤制合成氣中C0含量為40-50wt%。
【文檔編號】B01J20/08GK106000280SQ201610371223
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月30日
【發(fā)明人】江莉龍, 雷淦昌, 曹彥寧, 馬永德
【申請人】福州大學化肥催化劑國家工程研究中心, 福建三聚福大化肥催化劑國家工程研究中心有限公司