[发明专利]一种铜铈双金属改性4A分子筛脱硫吸附剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种铜铈双金属改性4A分子筛脱硫吸附剂及其制备方法和应用，该吸附剂以铜、铈为活性组分，以高岭土合成的4A分子筛为载体材料。其方法包括以下步骤：(1)配置好铜源溶液，通过水浴对4A分子筛进行铜浸渍改性，离心干燥后煅烧，得到铜改性分子筛；(2)配置好铈源溶液，通过水浴对铜改性分子筛进行铈浸渍改性，离心干燥后煅烧，得到铜铈双金属改性4A分子筛脱硫吸附剂。该吸附剂应用于燃油深度脱硫领域。与现有技术相比，本发明具有可以实现常温常压条件下极佳的脱硫性能、对燃料中组分影响较小、保持较高的辛烷值、投资少、操作费用低、低能耗、脱硫率高等优点。

技术领域

本发明涉及燃油深度吸附脱硫领域，具体涉及一种铜铈双金属改性4A分子筛脱硫吸附剂及其制备方法和应用。

背景技术

环境问题已然成为全球焦点，保护环境刻不容缓。其中，严重的酸雨和雾霾问题因为和人类生存条件休戚相关而成为治理的重中之重，而这些问题的罪魁祸首则主要是机动车废气中所含的硫氧化物(SO_x)。

针对这一严峻问题，目前业界使用最多的依然是传统的加氢脱硫方法，但其存在反应条件严苛、无法高效脱除噻吩、苯并噻吩和二苯并噻吩这些噻吩类含硫化合物的问题，因此反应条件温和、反应更高效的吸附脱硫方式备受关注。吸附脱硫技术(ADS)是指通过将油品于多孔吸附剂充分接触后通过物理、化学活络合反应等机理实现将燃油中含硫组分吸附在吸附剂之上，从而实现高效的吸附脱硫性能。

该工艺通常可以实现常温常压条件下极佳的脱硫性能，大大减少了燃料油由于高温而气化的过程，因此对燃料中组分影响较小，同时可以保持较高的辛烷值。吸附脱硫技术因其具有投资少、操作费用低、低能耗、脱硫率高等优势而在近些年愈发被国内外重视看好。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可以实现常温常压条件下极佳的脱硫性能、对燃料中组分影响较小、保持较高的辛烷值、投资少、操作费用低、低能耗、脱硫率高的铜铈双金属改性4A分子筛脱硫吸附剂及其制备方法和应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

发明人了解到，经过Cu、Ni、Zn改性的Y分子筛可通过π络合方式实现的脱硫性能。另一方面，S-M键配位理论认为：过渡金属改性分子筛吸附剂通过其对过渡金属的吸附直接与噻吩类物质的配位结合，实现对噻吩衍生物的去除，而适合这种配位理论的过渡金属主要稀土元素。活性炭(AC)负载铈和铁复合吸附剂在模拟燃料中，就可以针对大分子二苯并噻吩展现出了最优的吸附性能，证明了稀土元素Ce在其中是通过S-M机理实现的吸附脱硫。

本发明中，通过离子交换法成功经过两次负载对4A分子筛进行铜改性和铈改性，在铜改性过程中碱性条件下可以提升4A分子筛的比表面积和孔径结果，有助于解决DBT的空间位阻效应；此外，在负载上活性组分之后可以有效通过酸性位的提升、π络合和S-M键合方式实现DBT的有效吸附，实现优良的吸附脱硫性能，具体方案如下：

一种铜铈双金属改性4A分子筛脱硫吸附剂，该吸附剂以铜、铈为活性组分，以高岭土合成的4A分子筛为载体材料。

一种如上所述铜铈双金属改性4A分子筛脱硫吸附剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)配置好铜源溶液，通过水浴对4A分子筛进行铜浸渍改性，离心干燥后煅烧，得到铜改性分子筛；

(2)配置好铈源溶液，通过水浴对铜改性分子筛进行铈浸渍改性，离心干燥后煅烧，得到铜铈双金属改性4A分子筛脱硫吸附剂。

进一步地，其特征在于，所述的铜源溶液包括硝酸铜溶液或铜氨溶液。优选铜氨溶液，所述铜源溶液的浓度为0.1-0.5M，优选0.5M。

进一步地，所述的铜源溶液与4A分子筛的体积质量比为5g:(40-60)ml。