[发明专利]一种汽油脱硫吸附剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸附剂及其制备方法，特别是涉及一种汽油脱硫吸附剂及其制备方法。

背景技术

降低汽油、柴油中的硫含量是清洁燃料生产技术中所面临的主要问题之一。燃料油中的含硫化合物经过燃烧生成硫氧化物（SO_x），排放到大气中会导致酸雨，从而对环境造成严重污染。另外，这些氧化物与水相遇后产生的酸性物质会腐蚀发动机及曲轴箱部件。更重要的是SO_x是汽车尾气转化催化剂的抑制物，会显著降低汽车尾气转化器对氮氧化物（NO_x）、未完全燃烧的烃类及颗粒物等的转化效率。因此，硫含量是燃油中与腐蚀和环保有关的重要指标，必须降低燃油中的硫含量才能达到清洁燃料的生产要求。

目前，工业上较成熟的燃料油脱硫技术为加氢脱硫（HDS），该技术可以有效的脱除汽油中的硫化物，使硫含量降低到一定的水平，但对汽油中的噻吩类硫化物及其衍生物（如苯并噻吩、4,6-二甲基二苯并噻吩等）的脱除非常困难，若要生产超低硫甚至无硫的汽油，氢气耗量、设备投资和操作费用带来的生产成本将急剧上升，这也就限制了此项技术的进一步发展。因此，针对HDS法难以脱除的噻吩类硫化物及其衍生物进行深度脱硫的“绿色”技术—吸附脱硫法成为众多学者研究的热点。吸附脱硫可以在常温和常压下进行，具有不临氢、操作简单、设备投资少、无污染、不损失汽油辛烷值和柴油十六烷值，可生产超低硫燃料油等优点，尤其是对汽油中噻吩类硫化物的脱除更有效。吸附脱硫的关键在于吸附剂的选择与制备，很多吸附剂如分子筛、氧化铝都具有从油品中脱除含硫化合物的能力，特别是活性炭类吸附剂能选择性吸附一系列含硫化合物，如硫醇、硫醚、噻吩类化合物等。球形活性炭是炭材料的一种，是由高分子树脂材料炭化后得到的、由微晶炭组成的含有丰富孔结构和过渡孔结构的新型材料。球形活性炭作为吸附剂的载体，具有一定的分子筛效应、高强度、耐热性、耐酸碱性、化学稳定性好、比表面积大、孔大小及其分布可调等一系列的优点。使用离子交换树脂作为炭前驱体进行金属组分在炭材料上的负载，相对于浸渍、沉积等方法，具有交换均匀、负载量可控等优点，制得的金属-炭复合物具有独特的性能，显示了良好的吸附脱硫性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽油脱硫吸附剂及其制备方法，本发明使用122型弱酸性酚醛系阳离子交换树脂为原料，通过离子交换将过渡金属负载至前驱体上，调配其金属负载量，经炭化与活化，调配其比表面积和孔容，定向制备选择性吸附脱硫剂。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种汽油脱硫吸附剂，所述吸附剂用122型弱酸性酚醛系阳离子交换树脂为原料，通过离子交换将过渡金属负载至前驱体上，调配其金属负载量，经炭化与活化，调配其比表面积和孔容，用于选择性吸附脱除化学性质的硫化物；其吸附剂负载铜元素的球形活性炭材料。

所述的一种汽油脱硫吸附剂，所述铜元素为单质态，铜元素的含量为吸附剂总重量的0.5%～5%。

一种汽油脱硫吸附剂的制备方法，该方法包含下列步骤：

(a) 将颗粒状原料与可溶性铜盐溶液离子交换；

(b) 使步骤(a)的负载铜的颗粒状原料干燥；

(c) 使步骤(b)的干燥颗粒焙烧；

    (d) 用活化剂使步骤(c)焙烧后的颗粒活化。

所述的一种汽油脱硫吸附剂的制备方法，所述颗粒状原料为弱酸性酚醛系阳离子交换树脂，其性能指标为：全交换容量4.35～4.80mmol/g、含水量为60～80%、湿视密度为1.05～1.15 g/ml、粒度0.315～1.25mm；所述可溶性铜盐溶液为硝酸铜溶液，浓度为0.2mol/l；离子交换时间为24h。

所述的一种汽油脱硫吸附剂的制备方法，所述干燥温度为50～100℃，干燥时间为8～16h。

所述的一种汽油脱硫吸附剂的制备方法，所述焙烧是在氮气保护下进行，焙烧温度为500～700℃，焙烧时间为0.5～2.5h。

所述的一种汽油脱硫吸附剂的制备方法，所述活化剂为CO₂；活化温度为700～900℃，活化时间为0.5～2.5h。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。