[发明专利]用于高温应用的卤化物清除剂

说明书

发明背景

本发明涉及卤化物清除剂以及它们用于处理气体和液体流的用途。更 特别地，本发明涉及一种用吸附剂除去来自高温气体和液体流、特别是在 制备合成气体中的HCl的方法。

酸性气体作为杂质存在于大量的工业流体中，即液体和气体流。这些 酸性气体包括卤化氢，例如HCl、HF、HBr、HI和它们的混合物。氯化 氢是个特别的问题。通常，HCl在环境温度下用碱金属改性的氧化铝或金 属氧化物(主要是ZnO)吸附剂除去。另一方面，高温氯化物清除剂对于一 些工业应用例如通过烃的料流重组(stream reforming)制备氢是必要的。在 这些应用中，烃原料首先经过氢化脱硫(HDS)或氢化步骤将有机氯化物杂 质转化为HCl。由于HDS过程在350℃到400℃下操作，如果下一个氯 化物清除的步骤也在高温下发生，那将是有利的。

使用载有碱金属的氧化铝作为HCl清除剂是当前“技术发展水平”中 用于高温下烃流纯化的解决方法。但是，由于得到的氯化锌产品的挥发性， 这种标准氧化锌基吸附剂不能应用于这种应用中。

现有的用于高温应用的吸附剂在承载氯化物、降低对主要物流的活性 以及在使用中的物理稳定性方面需要改进。

已知用碱或碱土元素改性的氧化铝是良好的氯化物清除剂。最近 Blachman在US 6,200,544中公开了一种用于从液流中除去HCl的吸附剂， 其含有浸渍了碱性氧化物的活性氧化铝并可用磷酸盐、有机胺或它们的混 合物促进。

在提高吸附剂性能的尝试中，US 5,897,845指出了ICI要求的吸附剂 颗粒，其含有三水合氧化铝颗粒、碳酸钠或碳酸氢钠或它们的混合物以及 粘合剂的紧密混合物，其中氧化钠(Na₂O)的含量以燃烧(900℃)的基准计算 为至少20％重量。这种材料指定在低于150℃的温度下使用。

一般来说，气体或液体烃流中的HCl必须总这些物流中除去以防止不 必要的催化反应和对加工设备的腐蚀。此外，还认为HCl是一种危险的物 质且必须避免向环境中释放HCl。

现有的工业HCl清除剂的缺点如下，HCl清除剂主要有两类，第一组 含有碱或碱土掺杂的氧化铝。以氧化物(Na₂O)计算，这些吸附剂的碱金属 典型的含量在8和10％之间。这组清除剂获得了相对低的Cl承载量，典 型地为7到9％。第二组由氧化铝、碳酸盐(碳酸氢盐)和粘合剂组成。US 5,897,845描述了来自这组的典型的材料。Na₂O的含量为至少20质量％， 其决定着这种材料的高的Cl承载量的潜力。但是这种类型的清除剂不能在 高于150℃的温度下使用。它们具有低的BET表面积和不足以提供高承 载量的孔隙率，并且不能在高温下(存在于某些应用中)发挥作用。例如， 在′845专利中，最小的BET表面积大于10m²/g，而用于高温除去氯化物 的商业产品具有66m²/g的BET表面积。因此，这就需要将卤化物清除剂 改进为具有可以在高温例如高于150℃下操作的高的承载能力。

发明概述