使用包含金屬銅的吸著劑從流體料流中除去O2、CO、H2、汞和/或硫的方法。金屬銅通過在40-220℃的溫度下暴露于還原劑下而由負載型銅含氧鹽的直接還原而形成。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】【專利摘要】使用包含金屬銅的吸著劑從流體料流中除去O2、CO、H2、汞和/或硫的方法。金屬銅通過在40-220℃的溫度下暴露于還原劑下而由負載型銅含氧鹽的直接還原而形成?！緦＠f明】早期國家申請的優先權要求本申請要求2012年2月6日提交的美國申請N0.13/367，348的優先權。專利
本公開內容一般性地涉及從烴液體和氣體中除去污染物。在某些實施方案中，本公開內容涉及銅基吸著劑從烴料流中除去污染物的用途。在某些實施方案中，本公開內容涉及包含金屬銅的吸著劑的用途，其中金屬銅通過銅含氧鹽的直接還原而制備。專利技術背景含銅吸著劑通常用于從流體(即氣體或液體)料流中清除污染物。吸著劑的活性組分通常為特定氧化水平的銅化合物。氧化水平基于流體料流中的特定污染物和各種操作條件選擇。例如，含銅(II) (+2氧化態的銅)的吸著劑(氧化銅(CuO)的形式)對硫和汞清除而言非常有效。含銅(I) (+1氧化態的銅)的吸著劑(氧化亞銅(Cu2O)的形式)對在升高的溫度下的污染物脫除而言非常有效。最后，包含金屬銅(Cu) (+0氧化態的銅)的吸著劑對02、CO和H2脫除而言非常有效?，F有技術方法包括第一步驟:通過暴露于熱下而使銅碳酸鹽如Cu-Zn碳酸鹽熱分解以產生負載型氧化銅(CuO)。在第二步驟中，包含+2氧化態的銅的氧化銅然后在較高溫度下還原以產生負載型金屬銅(Cu)。材料的許蒂希(Hiittig)溫度和塔曼(Tamman)溫度表示可發生材料燒結(或附聚)時的溫度并與熔融溫度有關。當材料的溫度升高時，材料中原子的遷移率提高。在許蒂希溫度下，材料內晶體缺陷處的原子開始顯示出遷移。在塔曼溫度下，本體材料內的原子開始顯示出遷移。在材料的熔點下，材料內原子的遷移率如此高以致觀察到液相行為。以K表示的塔曼溫度和許蒂希溫度的半經驗近似值顯示于(I)和(2)中。T許蒂希(K) =0.3*Τ培點(K) (I)T 塔曼(K) = 0.5*Τ 培點(K) (2)關于許蒂希溫度和塔曼溫度的其它討論可在J.Mouli jn, Applied Catalysis A:General 212,9-10(2001)中找到，其提供金屬銅、氧化銅和氧化亞銅的許蒂希溫度和塔曼溫度的具體值，如表I中所列。表I 材料T it點了許蒂希丁塔曼 金屬銅(Cu)1083°C~405。。~134。。氧化銅(CuO) 1326°C~ 527°C~ 207°C 氧化亞銅(Cu2O)~|1235°C~|481°C~|l79°C然而，銅基材料的實際許蒂希溫度和塔曼溫度基于幾個因素如材料的結構、尺寸和形態而不同于表I中的數。將氧化銅還原成金屬銅所需的溫度通常在這些材料的許蒂希溫度和/或塔曼溫度以上。最理想的是吸著劑的活性銅組分具有高表面積以及因此小結晶尺寸以提高可用于清除反應的銅的量。因而，吸著劑中金屬銅形成期間銅的附聚是不理想的，因為附聚產生較大的銅粒度、較小的可用表面積和不太有效的吸著劑性能。因此，技術發展水平的進步是提供制備銅基吸著劑的方法，所述吸著劑(i)通過在金屬銅的形成期間保持在許蒂希溫度和塔曼溫度以下而避免金屬銅組分的附聚，(?)在制備期間消耗較少的能量，和(iii)容許形成包含一個或多個氧化水平下以及各氧化水平下變化量的銅的吸著劑以產生旨在具體應用的吸著劑。專利技術概述從流體料流中除去選自由02、CO、H2、汞和硫組成的組的至少一種雜質的方法。該方法使料流與包含金屬銅的吸著劑接觸。金屬銅由負載型銅含氧鹽在40-220°C的溫度下暴露于還原劑下直接還原而形成。優選實施方案詳述在以下描述中以優選實施方案描述本專利技術。在整個該說明書中，關于“一個(one/an)實施方案”或類似語言的提及意指關于該實施方案描述的特定特征、結構或特性包括在本專利技術的至少一個實施方案中。因此，在整個該說明書中，短語“在一個(one/an)實施方案中”和類似語言可以，但未必都指相同的實施方案。如本文所用術語吸著劑、吸附劑和吸收劑指材料吸收或吸取其表面上的液體或氣體組分或者將這類組分吸收到其本體中的能力。提出制備銅基吸著劑的方法和通過這類方法制備的吸著劑。在一個實施方案中， 申請人:的吸著劑包含置于載體材料內的銅材料。在各個實施方案中，吸著劑包含置于載體材料內的銅材料和還原抑制劑如鹵化物鹽。在各個實施方案中，吸著劑包含置于載體材料內的銅氧化物。在各個實施方案中，銅材料為具有+2氧化態的銅的銅化合物、具有+1氧化態的銅的銅化合物、具有+0氧化態的銅的銅化合物或其組合。在一個實施方案中，+2氧化態的銅為氧化銅(CuO)。在一個實施方案中，+1氧化態的銅為氧化亞銅(Cu2O)。+0氧化態的銅為金屬銅。在各個實施方案中，載體材料為選自由氧化鋁、二氧化硅、二氧化硅-氧化鋁、硅酸鹽、招酸鹽、娃招酸鹽如沸石、二氧化鈦、氧化錯、赤鐵礦、二氧化鋪、氧化鎂和氧化鶴組成的組的金屬氧化物。在一個實施方案中，載體材料為氧化鋁。在一些實施方案中，載體材料為碳或活性炭。在某些實施方案中， 申請人:的吸著劑不包含粘合劑。在各個實施方案中，氧化鋁載體材料以過渡型氧化鋁的形式存在，其包含能夠快速再水化并可以反應性形式保留實質量的水的弱結晶氧化鋁相如“ P ”、“ X ”和“偽Y ”氧化鋁的混合物。氫氧化鋁Al (OH)3如三水鋁石是制備過渡型氧化鋁的來源。制備過渡型氧化鋁的現有技術工業方法包括將三水鋁石研磨至1-20 μ m的粒度，其后快速煅燒短的接觸時間，如專利文獻如美國專利N0.2，915，365所述。無定形氫氧化鋁和其它天然發現的礦物結晶氫氧化物如三輕招石和諾三水氧化招或一氧化物氫氧化物(monoxide hydroxide)、AlOOH如勃姆石和水鋁石也可用作過渡型氧化鋁的來源。在一個實施方案中，該過渡型氧化鋁材料的BET表面積為300m2/g，且平均孔徑為30埃，如通過氮吸附法測定。在各個實施方案中，過渡金屬的固體含氧鹽用作吸著劑的起始組分。通過定義，“含氧鹽”指含氧酸的任何鹽。有時該定義加寬至“包含氧以及給定陰離子的鹽”。例如FeOCl被認為是根據該定義的含氧鹽。在某些實施方案中，含氧鹽包含一種或多種銅碳酸鹽。堿式碳酸銅可通過銅鹽如Cu(N0)3、CuSO4和CuCl2隨碳酸鈉沉淀而制備。在一個實施方案中，含氧鹽為由PhibroTech, Ridgefield Park, N.J.生產的合成形式的孔雀石,堿式碳酸銅。在一個實施方案中，含氧鹽為具有式Cu2CO3 (OH) 2的堿式碳酸銅。在一個實施方案中，含氧鹽包含混合銅碳酸鹽，例如但不限于CuCO3(OH)JP Cu2CO3(OH)2的混合物。取決于所用條件，尤其是取決于洗滌所得沉淀物，最終材料可包含一些來自沉淀方法的殘留產物。在CuCl2原料的情況下，氯化鈉是沉淀方法的副產物。已確定具有殘留氯和鈉的市售堿式碳酸銅顯示出與實際上無氯的其它商業堿式碳酸銅相比對加熱而言較低的穩定性和對還原而言改進的抗性。在一個實施方案中，堿式碳酸銅顆粒的粒度在過渡型氧化鋁的范圍內，即1-20 μ m。在其它實施方案中，吸著劑包含含氧鹽藍銅礦Cu3(CO3)2(OH)215在其它實施方案中，吸著劑包含銅、鎳、鐵、錳、鈷、鋅或其混合物的含氧鹽。在某些實施方案中，吸著劑通過本文檔來自技高網...
【技術保護點】
從流體料流中除去選自由O2、CO、H2、汞和硫組成的組的至少一種雜質的方法，其包括使所述流體料流與包含金屬銅的吸著劑接觸，其中所述金屬銅通過在40?220℃的溫度下暴露于還原劑下而由負載型銅含氧鹽的直接還原而形成。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：V·I·卡納茲雷夫，S·R·卡斯基，
申請(專利權)人：環球油品公司，
類型：發明
國別省市：美國;US
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