轻质油品脱臭固定床催化剂浸渍液的制备方法 本发明涉及一种轻质油品脱臭固定床催化剂浸渍液的制备方法,更确切地说,本发明涉及一种炼厂轻质油品无碱脱臭技术固定床催化剂浸渍液的制备方法。
近年来,随着原油的重质化、劣质化,以及原油加工深度的提高,炼厂中的轻质油品(包括催化汽油、焦化汽油、航空煤油等)中硫醇含,量偏高,而且硫醇结构复杂,高分子硫醇、支链硫醇含量上升,给轻质油品脱硫醇造成了一定的困难;另一方面,人们对环保和节能意识日趋增强,高品质的油品需求量逐年上升。为此国内外各炼厂积极探索提高脱臭效果的新技术。
无碱脱臭技术是近年来工业上普遍采用的脱臭技术。其特点是原料轻质油品与活化剂溶液经混合器充分混合后,与空气一起通过催化剂床层即可脱除硫醇,硫醇脱除率高,而且氢氧化钠用量大大降低。国内公告号为CN1194294A、CN1004674U所述的固定床催化剂浸渍液的制备方法,是将磺化酞菁钴溶于3~10m%的氢氧化钠溶液中而制得固定床催化剂所需浸渍液溶液,目前工业上普遍采用将磺化酞菁钴或聚酞菁钴溶于10m%的氢氧化钠溶液中制备固定床催化剂所需浸渍液溶液。由于氢氧化钠浓度高,酞菁钴类化合物在3~10m%的氢氧化钠溶液中会向非活性组分转化,使得浸渍液中具有活性的酞菁钴类化合物浓度偏低。美国专利US4913802公开的浸渍液的制备方法是在2m%的氨水和1m%的季铵碱混合溶液中加入磺化酞菁钴制备浸渍液溶液,尽管可以减缓酞菁钴类化合物向非活性组分的转化,但用此浸渍液制备地床层催化剂,在脱臭过程中酞菁钴类化合物很容易流失。而且对于聚酞菁钴,在3~10m%的氢氧化钠或2m%的氨水溶液中,由于聚酞菁钴溶解度小,特别是制备聚酞菁钴浓度高的浸渍液,由于聚酞菁钴没有完全溶解而处于悬浮状态,所以用此法制得的浸渍液中聚酞菁钴的浓度难以满足床层催化剂上量的要求,而且床层上聚酞菁钴分布不均匀,且易流失,导致床层使用寿命较短。
本发明的目的是提供一种轻质油品脱臭固定床催化剂浸渍液的制备方法。运用这种方法制得的浸渍液,浸渍液中酞菁钴类化合物溶解均匀,稳定性好,固定床催化剂活性高,使用寿命长。
本发明目的是这样实现的:在0.5~2m%的碱金属氧化物水溶液中,边搅拌边加入酞菁钴类化合物,搅拌直至浸渍液的吸光度不变。
根据本发明的方法,碱金属一般有钠、钾。由于碱金属氧化物水溶液呈碱性,一方面酞菁钴类化合物特别是聚酞菁钴在碱性溶液中溶解度较大,可以制得酞菁钴类化合物含量高的浸渍液溶液;另一方面又可以满足Merox法脱臭需要在碱性环境下完成的条件。因此用此浸渍液制备的床层催化剂既具有氧化功能,又具有碱性功能。
酞菁钴类化合物在浸渍液中浓度为0.5%~1.2m%。一般情况下,浸渍液中酞菁钴类化合物浓度太低,则床层催化剂上酞菁钴类化合物的含量偏低,床层催化剂活性不高;相反浸渍液中酞菁钴类化合物浓度太高,则浸渍液中酞菁钴类化合物溶解不完全而处于悬浮状态,酞菁钴类化合物在床层上分布不均匀,致使床层催化剂对大分子和支链结构的硫醇脱除率较低。
目前工业上轻质油品脱硫醇普遍采用的酞菁钴类化合物是聚酞菁钴和磺化酞菁钴。酞菁钴类化合物溶于碱性溶液中形成兰紫色溶液,这说明酞菁钴类化合物在可见光区域有较强的吸光性,而这种吸光特征是由于络合态钴离子在酞菁环中振动引起的,这种振动的强弱直接反映酞菁钴类化合物的含量。根据这一原理,采用752C紫外可见光光度计,在波长610nm处,以1~10%的氢氧化钠溶液为空白参比溶液,空白参比溶液的吸光度最小,而且对浸渍液吸光度的影响也最小,当酞菁钴类化合物的浓度为10~150ppm范围时,酞菁钴类化合物的浓度与浸渍液的吸光度成线性关系,符合比尔定律。因此通过测浸渍液的吸光度可直接反映酞菁钴类化合物的浓度。
酞菁钴类化合物在碱性溶液中是一个动态过程,除溶解外还存在酞菁钴化合物转化为非活性组分的现象,这种转化是钴离子从酞菁环向浸渍液体系的转移。在达到平衡之前,酞菁钴类化合物溶解占主导地位,此阶段溶液中酞菁钴类化合物浓度逐渐增大,当溶解和转化达到平衡时,酞菁钴类化合物浓度达到最高,此后溶液中酞菁钴类化合物的浓度逐渐降低。实验证明溶液碱性越强,这种转移的速度越大;酞菁钴类化合物浓度越高,这种转移的速度也越大,但影响最大的是溶液的碱性强度。
本发明的优点及积极效果
1、采用本发明的方法,浸渍液制备速度快,且在48小时内浸渍液稳定性好。
2、利用本发明的浸渍液制备固定床催化剂,催化剂上酞菁钴类化合物分布均匀,催化剂活性高,寿命长。
下面对本发明的具体实施方案作进一步描述但不限制本发明:
实施例1
在500毫升的带搅拌的三口烧瓶中加入200毫升0.5m%的氢氧化钠溶液,开动搅拌,再缓慢加入1.96克聚酞菁钴组分,每隔一段时间取1毫升稀释100倍,用分光光度计测稀释溶液的吸光度。试验编号为A-1,溶液的吸光度变化见表1。
实施例2
在500毫升的带搅拌的三口烧瓶中加入200毫升1m%的氢氧化钠溶液,开动搅拌,再缓慢加入2.06克聚酞菁钴组分,每隔一段时间取1毫升稀释100倍,用分光光度计测稀释溶液的吸光度。试验编号为A-2,溶液的吸光度变化如表1。
实施例3
在500毫升的带搅拌的三口烧瓶中加入247毫升2m%的氢氧化钠溶液,开动搅拌,再缓慢加入3.0克聚酞菁钴组分,每隔一段时间取1毫升稀释100倍,用分光光度计测稀释溶液的吸光度。试验编号为A-3,溶液的吸光度变化如表1。
表1 编号 A-1 A-2 A-3 浸渍液中酞菁钴 浓度ppm 102 97 1200 时间(小时) 吸光度 2 1.534 1.545 2.155 4 1.728 1.758 2.222 6 1.887 1.886 2.301 8 1.935 1.959 2.301 24 2.010 2.000 2.301 32 2.010 2.000 2.301 48 2.010 2.000 2.301 54 1.980 1.916 1.959
实施例4
在500毫升的带搅拌的三口烧瓶中加入200毫升1m%的氢氧化钠溶液,开动搅拌,再缓慢加入2.05克聚酞菁钴组分,搅拌8小时,制得浸渍液溶液A。
采用对比文献CN1194294A、CN1004674U所述的方法,用10m%氢氧化钠制得含聚酞菁钴组分100ppm的浸渍液溶液B。
分别用上述浸渍液A、B处理同种活性炭,制备得到无碱脱臭催化剂A1、B1。催化剂的活性和稳定性评价按照对比文献CN1194294A、CN1004674U中催化剂评价方法进行评价,结果如表2。
表2 实验编号 A1 B1 原料油中RSH ppm 133 88 反应空速 Hr-1(w) 6.0 2.8 活化剂量:ppm 100~200 100~200 聚酞菁钴(活性炭):%(w) 1.00 0.24 脱臭结果: 脱臭油中硫醇ppm 时间:小时 8 7 9 56 9 4 88 9 4 136 9 4 182 9 13 296 9 13 302 9 18 434 9 25 470 9 26 700 9 800 9 900 9