本發(fā)明涉及一種吸附劑及其制備方法和應用。
背景技術：
1、以天然氣、煤和石油等為原料制取的工業(yè)原料中，都會存在硫雜質(zhì)，如以煤為原料制備的合成氣中存在硫化氫(h2s)、羰基硫(cos)和二硫化碳(cs2)等含硫雜質(zhì)，以石油為原料制備的丙烯中存在h2s和cos等雜質(zhì)。這些雜質(zhì)的存在會引起下游催化劑的中毒，縮短催化劑壽命，影響裝置的長周期穩(wěn)定運行。因此，高效、高精度地脫除硫雜質(zhì)對于保護下游裝置的主催化劑具有非常重要的意義。
2、氧化鋅是深度脫除h2s效果較好的脫硫劑，其與h2s反應生成難于解離的zns，具有脫硫精度高、使用便捷、穩(wěn)妥可靠和硫容量高的優(yōu)點，在化工過程中起著“把關”和“保護”作用。氧化鋅脫硫反應不僅在固體表面上進行，還要深入到其體相內(nèi)部。首先，h2s在zno表面吸附反應生成zns，然后，s2-遷移到晶粒內(nèi)部，與zno晶格中的o2-進行交換，最終生成zns。根據(jù)脫硫機理，高性能吸附脫硫劑需要具有高比表面積、大孔容以及小晶粒，才能有利于h2s的吸附、擴散及s2-的遷移，保證脫硫反應高效進行，提高其硫容和活性組分利用率。
3、cn103769043b公開了一種氣體脫硫吸附劑、其制備方法及應用，所述吸附劑包括以下組成：(1)氧化鋅；(2)金屬促進劑；(3)m41s系列介孔材料；(4)鈣的含氧酸鹽；(5)vb和/或vib金屬氧化物。該吸附劑具有良好的脫硫活性和抗壓強度，可以高效去除氣體中各類含硫化合物，并且不容易發(fā)生中毒，具有較長的使用壽命。該技術制備了以氧化鋅和氧化鎳為主要活性組分的吸附劑，吸附劑硫容量在10％左右，活性組分利用較低。
4、cn103028363b公開了氣體脫硫吸附劑及其制備方法和含硫氣體的脫硫方法。該技術涉及一種氣體脫硫吸附劑，其中，該吸附劑含有碳化鉬、氧化鋅、氧化硅源和氧化鋁；還涉及一種氣體脫硫吸附劑的制備方法和由該方法制備的脫硫吸附劑，該方法包括：將碳化鉬、氧化鋅源、氧化硅源、氧化鋁源和酸性液體混合接觸，并將得到的混合物進行成型、干燥和焙燒。該發(fā)明還涉及采用氣體脫硫吸附劑對含硫氣體進行脫硫的方法。該技術所述氣體脫硫吸附劑具有改善的物化性能、較長的使用壽命、較高的脫硫活性和原料適應性。根據(jù)實施例計算吸附劑活性組分的利用率比較低。
5、cn105214599b公開了一種硫砷吸附劑及其制備方法。該發(fā)明涉及一種硫砷吸附劑及其制備方法，主要解決現(xiàn)有技術中硫砷吸附劑堆密度高，硫容和砷容低的問題。該發(fā)明通過一種硫砷吸附劑，以重量份數(shù)計，包括以下組分：a)1～10份的綠銅鋅礦；b)10～50份的氧化銅；c)10～60份的氧化鋅；d)0.1～5份氧化鐵；e)0.1～5份氧化錳的技術方案，較好地解決了該問題，可用于天然氣、合成氣、輕質(zhì)氣液態(tài)烴類等的凈化中。該發(fā)明吸附劑采用共沉淀工藝，生產(chǎn)效率低，加工成本高。
技術實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種活性組分利用率高的吸附劑，該吸附劑的比表面積大于100m2·g-1，孔容大于0.40cm3·g-1，特別適用于天然氣、合成氣、燃料電池用氫氣、低碳烯烴的吸附脫除硫雜。
2、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供一種吸附劑，該吸附劑中，氧化銅的含量為20-40wt％，氧化鋅的含量為20-40wt％，氧化鋁的含量為20-40wt％，氧化硅的含量為5-15wt％；該吸附劑的比表面積大于100m2·g-1，孔容大于0.40cm3·g-1。
3、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提供一種本發(fā)明吸附劑的制備方法，該方法包括：將鋅源、銅源、鋁源、硅源、孔道調(diào)節(jié)劑、添加劑、膠粘劑混合，之后成型、干燥、焙燒；優(yōu)選地，該制備方法包括：(1)將鋅源、銅源、鋁源、硅源、孔道調(diào)節(jié)劑混合打粉，得到混合粉體；(2)將步驟(1)得到的混合粉體與添加劑混合剪切，得到混合料；(3)將步驟(2)得到的混合料與膠粘劑混合，之后成型、干燥、焙燒。
4、根據(jù)本發(fā)明的第三方面，本發(fā)明提供本發(fā)明制備方法制備得到的吸附劑。
5、根據(jù)本發(fā)明的第四方面，本發(fā)明提供本發(fā)明吸附劑在天然氣、合成氣、燃料電池用氫氣、低碳烯烴中吸附脫除硫雜的應用。
6、本發(fā)明的吸附劑活性組分利用率高，特別適用于天然氣、合成氣、燃料電池用氫氣、低碳烯烴的吸附脫除硫雜。
7、活性組分利用的提出是本發(fā)明人在開發(fā)此類吸附劑的過程中提出，本發(fā)明從提高活性組分的可接近性的角度來提高活性組分利用率。之前也有相關技術闡述了提高活性組分利用率的方法，主要措施是將活性組分負載在載體上，以提高活性組分分散度來實現(xiàn)利用率的提高，之前的方法在提高吸附劑的活性組分利用率的同時，犧牲了部分吸附劑的硫容量；而本發(fā)明的吸附劑實現(xiàn)了在保持吸附劑硫容量的前提下，提高了活性組分的利用率。
1.一種吸附劑，其特征在于，該吸附劑中氧化銅的含量為20-40wt％，氧化鋅的含量為20-40wt％，氧化鋁的含量為20-40wt％，氧化硅的含量為5-15wt％；該吸附劑的比表面積大于100m2·g-1，孔容大于0.40cm3·g-1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸附劑，其中，所述吸附劑中，氧化銅的含量為25-35wt％，氧化鋅的含量為25-35wt％，氧化鋁的含量為25-35wt％，氧化硅的含量為7-14wt％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的吸附劑，其中，
4.一種吸附劑的制備方法，其特征在于，該制備方法包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其中，
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的制備方法，其中，
7.根據(jù)權(quán)利要求4-6中任意一項所述的制備方法，其中，
8.根據(jù)權(quán)利要求4-7中任意一項所述的制備方法，其中，
9.權(quán)利要求4-8中任意一項所述的制備方法得到的吸附劑，優(yōu)選該吸附劑的比表面積大于110m2·g-1，優(yōu)選為120-160m2·g-1；和/或孔容大于0.45cm3·g-1，優(yōu)選為0.48-0.64cm3·g-1。
10.權(quán)利要求1-3和9中任意一項所述吸附劑在天然氣、合成氣、燃料電池用氫氣、低碳烯烴中吸附脫除硫雜的應用。