[发明专利]一种球形活性炭燃料油吸附脱硫剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种球形活性炭汽柴油选择性吸附脱硫剂及其制备方法，这种球形活性炭 吸附脱硫剂广泛应用于石油化工行业中生产超洁净汽柴油。

背景技术

众所周知，硫化物是化石燃料污染物的主要来源，在燃烧过程中转变为氧化硫造成环 境污染，形成酸雨，而且会污染催化剂载体。所以，降低硫含量可以提高催化剂的寿命， 同时减少二氧化硫的排放量。

为了满足即将颁布的保护环境条例和燃料油标准，汽油和柴油的深度直接脱硫在世界 范围内引起越来越多的重视。在欧洲2005年初，柴油中的硫含量已经从350ppm下降到 50ppm，截止到2009年，要进一步下降到10ppm。生产无硫含量燃料油的需求加快了现有 脱硫工艺的改进和新工艺的开发。

传统的直接脱硫和深度直接脱硫通常采用催化加氢脱硫工艺(HDS)，这种已工业化 规模应用的工艺建立在催化反应的基础上，通常采用C_o-M_o或N_i-M_o催化剂，通入氢气将 含有机硫部分转化为无硫有机化合物。这种工艺需要高温、高压和高氢耗等条件。为了满 足新的硫含量规定，这种工艺面临很大的挑战：芳香烃含硫化合物例如：苯并噻吩(BT)、 二苯并噻吩(DBT)以及它的烷基衍生物(4-甲基二苯并噻吩和4，6-二甲基二苯并噻吩)难 以脱除。更深度的催化加氢脱硫工艺需要很高的温度，压力和大量的氢气，大的反应容器， 大量的活性催化剂等等。所有这些要求大量的资金投入，将大大增加燃料油的成本。为了 适应新的环境保护法规，迫切需要一种更加经济和环境友好的燃料油脱硫工艺。

美国专利US5,454,933公开了一种馏分燃料吸附脱硫的方法，它是将加氢脱硫的中间 馏分油通过固体吸附剂吸附难脱除的硫化物，所用的吸附剂是采用煤炭或其他材料经过碳 化和氧化处理而得到的，但吸附剂对硫化物的吸附容量较低，仅为0.12克硫化物/克吸附 剂。

中国专利文献专利申请号200710041059.5公开了一种具有高比表面积的球形活性炭 及其制备方法。这种球形活性炭的粒径为0.01mm-2mm，比表面积大于500m²/g(1430 -2359m²/wa)，孔容大于0.3cm³/g；其中孔径小于2nm孔的比表面积大于350m²/g，孔径大 于2nm孔的孔容大于0.15cm³/g。

其制备方法包括如下步骤：

(1)首先将制备球形活性炭的起始原料在有惰性气体存在的条件下进行炭化处理， 即在300℃-1100℃的条件下保持1小时-5小时，选取含有孔径为2nm-400nm，且其孔 容大于0.1cm³/g或比表面积大于10m²/g的球形炭化物备用。

(2)用KOH溶液对由步骤(1)制得的球形炭化物进行活化，活化温度为400℃-1000 ℃，经冷却和洗涤后得目标物。

所说的制备球形活性炭的起始原料是：石油沥青球、煤沥青球、苯乙烯树脂球、酚醛 树脂球、丙烯腈树脂球、二乙烯基苯树脂球、聚偏二氯乙烯树脂球、环氧树脂球，由苯乙 烯、酚醛、丙烯腈、二乙烯基苯、偏二氯乙烯或环氧中一种或二种或二种以上共聚物构成 的树脂球，离子交换树脂或大孔吸附树脂。

在步骤(2)中用于活化的KOH溶液中KOH用量是被活化碳化物重量的1-8倍。

在对制备球形活性炭的起始原料进行炭化以前，以对其起始原料，进行氧化预处理为 好，其进行氧化预处理的方法是：将制备球形活性炭的起始原料在氧含量为10v/v％-50v/v ％的含氧气氛中，于150℃-500℃状态下保持2小时-10小时，或用浓H₂SO₄或SO₃，在 50℃-250℃的条件下，处理2小时-15小时。

这种采用KOH活化法制得的无破裂，表面光滑的高比表面积球形活性炭，具有较大 的吸附容量和较大的吸附速率，其比现有的粉状或颗粒状的活性炭具有更广泛的用途。该 文献中也曾指出可以用于汽油脱硫，但有待进一步进行研究。