[发明专利]方法

说明书

本发明涉及一种用于从含有还原剂的工艺流体，特别是含有氢气的工艺流体中去除重金属的方法。

在例如烃或其他气体流体流和液体流中发现有少量的例如汞的重金属。烃物流中也发现有少量的砷和锑。除了其具有毒性以外，汞还可引起铝热交换器和其它处理设备的故障。因此，存在(优选在流程中尽可能早地)从流体流中，有效去除这些金属。

已知含有CuS的吸着剂通过如下反应有效地捕获汞：

2CuS+Hg→HgS+Cu2S

含有还原剂或还原性化合物如氢气和/或一氧化碳的工艺流，可以含有重金属，但是利用包括CuS的硫化的铜化合物的处理，具有将铜放热还原成元素形式并向所述工艺流体中释放硫化氢或羰基硫化物的风险，以上两者均是不希望的。放热反应可以引起不需要的副反应，而硫化物的释放可能对于下游加工产生负面后果。

US2008/184884公开了一种从含有汞、氢气和/或CO以及硫化氢和/或羰基硫化物的气态物流中去除汞的方法，其中，分散的含铜吸着剂与所述气态物流在约25DEG C～约300DEG C的温度下接触。

我们已经发现，可以在含有还原剂的工艺流中，在一定条件下使用基本所有硫化铜为CuS形式的吸着剂，而没有不希望的反应放热以及硫化物的释放。

因此，本发明提供了一种用于从工艺流体中去除重金属的方法，其包括在≤125℃的进口温度下，将包含选自氢气和一氧化碳的还原剂的含重金属工艺流体流经含有以下物质的吸着剂：

(i)4～75重量％的选自硫化的碱式碳酸铜、硫化的氢氧化铜，硫化的氧化铜或其混合物的一种或多种硫化的铜化合物；

(ii)任选地，载体材料；以及

(iii)粘合剂并且所述吸着剂的粘合剂含量范围是5～30重量％的吸着剂，其中，基本所有的硫化的铜为CuS形式，并且所述吸着剂的除硫化铜以外的金属硫化物的总含量≤5重量％。

“吸着剂”，包括吸收剂和吸附剂。

“重金属”，包括汞、砷硒、镉和锑。

所述吸着剂包含4～75重量％，优选5～50重量％的硫化的铜化合物。所述吸着剂优选地包含硫化的组合物中5～45重量％，优选5～30重量％的铜(表示为氧化物，CuO)。优选＞90重量％，更优选＞95重量％的存在于所述吸着剂的铜是硫化的。基本所有的硫化的铜是CuS形式。适用于所述吸着剂的铜化合物是可以容易地硫化一种，如氧化铜、氢氧化铜和/或碱式碳酸铜。可以存在一种或多种可硫化铜化合物。在一个实施方案中，所述铜化合物包括碱式碳酸铜和氧化铜。

除了硫化铜之外，所述吸着剂包含载体和/或粘合剂。

在一个实施方案中，所述吸着剂包含一种或多种粉状含铜材料，所述材料已经借助粘合剂成型，并且硫化。因此，所述成型的吸着剂包含硫化铜和粘合剂。当所述铜化合物为颗粒状时，希望其为粉末形式，具有10～100μm范围内的平均颗粒尺寸，即，D₅₀。可以用于制备包含例如以下物质的粘土：膨润土、海泡石、minugel和绿坡缕石粘土、水泥，特别是铝酸钙水泥(如丰杜水泥)和有机聚合物粘合剂(如纤维素粘合剂)，或其混合物。特别地，可以形成结实的成型单元，其中，所述粘合剂为水泥粘合剂的组合，所述水泥粘合剂例如为铝酸钙，以及具有＞2长径比的硅铝酸盐粘土，如绿坡缕石粘土。在此种材料中，水泥和粘土粘合剂的相对量可以为1:1～3:1(第一:第二粘合剂)范围内。所述粘合剂的总量可以在5～30重量％范围内(基于硫化的组合物)。

在优选的实施方案中，所述吸着剂包含一种或多种粉状含铜材料，所述材料已经与粉状载体材料组合并且利用粘合剂成型，然后如果必要则进行干燥，并硫化。因此，所述成型的吸着剂基本上由硫化铜、载体材料以及一种和多种粘合剂组成。在特别优选的实施方案中，所述吸着剂包含5～50重量％的颗粒状硫化的铜化合物、30～90重量％的颗粒状载体材料以及其余的一种或多种粘合剂，其中，所述吸着剂的除硫化铜之外的金属硫化物含量为≤5重量％。