一種用于制氫冷凝液吸附凈化的疏水復(fù)合吸附劑及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于制氫冷凝液吸附凈化的疏水復(fù)合吸附劑及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]烴類蒸汽轉(zhuǎn)化制氫工藝過程中，為了充分利用原料烴，需要過量的水蒸汽，在變換反應(yīng)后，經(jīng)過逐級(jí)降低溫度和氣液分離過程，過剩的水蒸汽凝結(jié)為液體，并從反應(yīng)產(chǎn)物中分離出來。在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中，制氫工藝?yán)淠捍嬖阼F離子超標(biāo)、pH值偏低和含有催化劑雜質(zhì)等問題。如果將制氫工藝?yán)淠褐苯踊赜米鳛殄仩t給水，會(huì)造成鍋爐水腐蝕設(shè)備并在鍋爐中形成沉淀等問題；直接將工藝?yán)淠壕偷嘏欧?，既造成污染環(huán)境又浪費(fèi)資源。
[0003]近年來，許多裝置改用天然氣制氫，同時(shí)改進(jìn)催化劑和采用空氣或者水蒸汽對(duì)冷凝液進(jìn)行汽提等措施，冷凝液中鐵離子超標(biāo)和催化劑雜質(zhì)問題基本解決，PH值有所提高。但是因其C0D偏高，作為鍋爐給水，有機(jī)物和酸性物質(zhì)將進(jìn)入鍋爐，導(dǎo)致鍋爐水pH下降，用水設(shè)備腐蝕，及預(yù)轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)化催化劑中毒。因此，迫切需要對(duì)制氫工藝?yán)淠夯厥绽?。烴類水蒸氣法制氫、合成氣工藝在設(shè)計(jì)時(shí)雖然考慮了工藝?yán)淠旱幕厥绽茫趯?shí)際運(yùn)行過程中工藝?yán)淠簬缀鯚o回收利用，國內(nèi)目前的處理工藝很難使得冷凝液質(zhì)量達(dá)到鍋爐水的使用標(biāo)準(zhǔn)，不能作為鍋爐水使用。因此，國內(nèi)外各公司都在開發(fā)工藝?yán)淠旱难h(huán)使用技術(shù)。
[0004]吸附是處理制氫工藝?yán)淠旱目蛇x方法。傳統(tǒng)的吸附劑，如活性炭和分子篩都有一定的吸水能力，由于水的極性較強(qiáng)占據(jù)了較多的吸附位，使得其對(duì)有機(jī)物的吸附能力大大降低，且大多數(shù)的傳統(tǒng)吸附劑的選擇性都較差，很難適用于制氫冷凝水中有機(jī)物的去除。超疏水材料是近年來研究研究運(yùn)用較多的一種吸附劑，由于其表面超強(qiáng)的憎水性使得其對(duì)有機(jī)物的親和力較強(qiáng)，對(duì)水中有機(jī)物的吸附量大，但目前的疏水性材料對(duì)水中有機(jī)物的選擇性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)制氫工藝?yán)淠禾幚碇写嬖诘纳鲜鰡栴}，旨在提供一種用于制氫冷凝液凈化處理的疏水性復(fù)合吸附劑，所述的吸附劑具有強(qiáng)疏水性，能夠選擇性去除制氫冷凝水中的微量有機(jī)物和金屬離子，采用所述吸附劑凈化處理后，制氫冷凝液可達(dá)到鍋爐給水要求。
[0006]本發(fā)明的另一目的還在于提供一種制氫冷凝液凈化處理的方法，采用所述的疏水性復(fù)合吸附劑對(duì)制氫冷凝液進(jìn)行吸附處理，吸附處理之后的冷凝水可以直接作為鍋爐給水循環(huán)使用。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
一種用于制氫冷凝液吸附凈化的疏水性復(fù)合吸附劑，其特征在于，所述的復(fù)合吸附劑由分子篩、粘結(jié)劑和助劑組成，以質(zhì)量百分比計(jì)，其中分子篩用量為50-99%，粘結(jié)劑用量為1-30%，助劑用量為0-20%，均勻混合后壓片或擠條，于60?150°C下干燥2-15 h，然后在200?700°C下焙燒2?10 h，制得用于吸附凈化的疏水性復(fù)合吸附劑。
[0008]所述的分子篩為ZSM-5、ZSM-11、ZSM-12, ZSM-22、ZIF-8、SBA-15, TS-U TS-2、Silicalite-U β沸石分子篩中的一種或幾種。
[0009]所述的粘合劑為聚醚砜、凹凸棒土、高嶺土、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、羊甘土或硅溶膠中的一種或幾種。
[0010]所述的助劑為檸檬酸、乙醇、乙酸、去離子水中的一種或幾種。
[0011]本發(fā)明還涉及一種制氫冷凝液凈化處理的方法，采用所述的疏水性復(fù)合吸附劑對(duì)制氫冷凝液進(jìn)行吸附處理，其特征在于，將制氫冷凝液直接通過疏水復(fù)合吸附劑床層吸附處理，所述的復(fù)合吸附劑由分子篩、粘結(jié)劑和助劑組成，其中分子篩用量為50-99%，粘結(jié)劑用量為1_30%，助劑用量為0-20%，均勻混合后壓片或擠條，于60?150°C下干燥2-15 h，然后在200?700°C下焙燒2?10 h制得。
[0012]所述的方法中，吸附溫度為30?95°C。
[0013]所述的方法中，所述的疏水性復(fù)合吸附劑與制氫冷凝液的固液比為I?20g/ml。
[0014]制氫冷凝液中含有微量的有機(jī)物和少量離子，導(dǎo)致其存在pH偏小、電導(dǎo)率偏高等問題，如果將其作為鍋爐給水直接回用會(huì)造成鍋爐水腐蝕設(shè)備并在鍋爐中形成沉淀等，將其排放不僅造成環(huán)境污染同時(shí)也浪費(fèi)資源。本發(fā)明采用疏水性復(fù)合吸附劑吸附的方法處理制氫工藝?yán)淠?，將制氫冷凝液直接通過疏水性復(fù)合吸附劑床層，將制氫冷凝液中的有機(jī)物和離子化合物去除。采用吸附方法處理制氫冷凝液中有機(jī)物和金屬離子，所述的疏水性復(fù)合吸附劑具有強(qiáng)疏水性，對(duì)有機(jī)物的吸附量大，同時(shí)對(duì)制氫冷凝液中的有機(jī)物有較好的選擇性吸附。吸附飽和之后的復(fù)合吸附劑可以進(jìn)行再生，重復(fù)利用。
[0015]吸附處理之后的冷凝液可以直接作為鍋爐水循環(huán)使用，一般其電導(dǎo)率低于20μ8/cm, pH在7?8之間，符合國家鍋爐水標(biāo)準(zhǔn)。
[0016]本發(fā)明方法采用疏水性復(fù)合吸附劑吸附的方法處理制氫冷凝液中有機(jī)物和金屬離子，實(shí)現(xiàn)制氫冷凝水的回用，較現(xiàn)有的處理工藝來說，本發(fā)明的吸附方法可以降低能耗，節(jié)省投資費(fèi)用，吸附劑可以再生重復(fù)利用。
[0017]有益效果:本發(fā)明的用于制氫冷凝液凈化處理的疏水性復(fù)合吸附劑具有強(qiáng)疏水性，對(duì)制氫冷凝液中的有機(jī)物有較好的吸附選擇性。采用本發(fā)明的疏水性復(fù)合吸附劑吸附的方法處理制氫冷凝水中的有機(jī)物和金屬離子化合物，與現(xiàn)有的吸附劑相比，所述的吸附劑具有強(qiáng)疏水性，能夠選擇性去除制氫冷凝水中的微量有機(jī)物和金屬離子。根據(jù)本發(fā)明的方法，吸附處理之后的制氫冷凝液可以直接作為鍋爐水循環(huán)使用，通常其電導(dǎo)率低于20μ8/cm，pH在7~8之間，符合國家鍋爐水標(biāo)準(zhǔn)。較現(xiàn)有的工藝來說，本發(fā)明的制氫冷凝液凈化處理的方法可以降低能耗，節(jié)省投資費(fèi)用，吸附劑可以再生重復(fù)利用。
[0018]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明的保護(hù)范圍并不以【具體實(shí)施方式】為限，而是由權(quán)利要求加以限定。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的技術(shù)方案給予進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但有必要指出以下實(shí)施例只用于對(duì)
【發(fā)明內(nèi)容】
的描述，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
[0020]實(shí)施例1
取摩爾硅鋁比為500的分子篩ZSM-5，以質(zhì)量百分比計(jì)，加入吸附劑總量15%凹凸棒土和15%活性助劑檸檬酸，均勻混合后擠條，在150°C下干燥10h，500°C焙燒10h，制得用于處理制氫冷凝液的疏水性復(fù)合吸附劑。在初始總有機(jī)碳60mg/L、電導(dǎo)率為50(^S/cm的制氫冷凝液中，固液比1.0g/100ml，90°C下，該復(fù)合吸附劑對(duì)制氫冷凝液中總有機(jī)碳的靜態(tài)吸附量為9.74mg/g,電導(dǎo)率下降為16.0KS/cm。
[0021]實(shí)施例2
取摩爾硅鋁比為100的分子篩ZSM-1l和硅鋁比為500的分子篩ZSM-5，以吸附劑質(zhì)量為基準(zhǔn)，加入10%聚乙二醇、10%羊甘