脫砷劑

脫砷劑的類型國(guó)產(chǎn)常用脫砷劑的型號(hào)砷的脫除機(jī)理用途及再生選用原則

中文名稱	脫砷劑
中文同義詞	脫砷劑
英文名稱	Arsenic-remover
英文同義詞	Arsenic-remover;dearsenifing agent;DEARSENIDE AGENT
CAS號(hào)
分子式
分子量	0
EINECS號(hào)
相關(guān)類別	催化劑;化肥催化劑;脫毒催化劑;PETRO CATALYST
Mol文件	Mol File
結(jié)構(gòu)式

脫砷劑 性質(zhì)

脫砷劑 用途與合成方法

脫砷劑的類型

脫砷劑為白色球狀多孔性顆粒，粒度均勻，表面光滑，機(jī)械強(qiáng)度大，吸濕性強(qiáng)，吸水后不脹不裂保持原狀，產(chǎn)品無毒、無味、無臭，不溶于水及有機(jī)溶劑。 目前使用的脫砷劑有硅酸鋁小球銅系、鉛系、錳系和鎳系四類, 其中以銅系、鎳系為常見。銅系脫砷劑又分為硅鋁小球載CuSO4 、CuO·Al2O3 , 活性炭載CuO 、CuO·ZnO·Al2O3 、CuO·SnO2 , 活性炭載CuO·Cr2O3 和用BaO 促進(jìn)的CuO·Cr2O3 等, 鉛系主要是PbO·Al2O3 , 錳系以MnO2為主, 鎳系可直接采用NiO·MoO3/Al2O3加氫轉(zhuǎn)化催化劑或用硅酸鋁載Ni 及NiO催化劑。
1.硅酸鋁小球 利用硅酸鋁小球的大比表面積來吸附微量砷化物(極性吸附), 從而達(dá)到脫砷目的, 操作工藝簡(jiǎn)單,可在常溫、常壓下進(jìn)行。因?qū)俜沁x擇性吸附, 所以內(nèi)表面除吸附砷化物外, 還同時(shí)吸附原料烴分子、硫化物和各種雜質(zhì)等, 極易飽和而失去吸附能力, 壽命較短, 一般僅4個(gè)月。所需吸附劑用量大, 吸附塔多,設(shè)備投資大, 出口砷含量偏高(一般高于20×10-9), 難以達(dá)到某些工藝的要求, 因此只能作為輔助手段。
2.載CuSO4的硅鋁小球 將硅酸鋁小球浸漬4 %CuSO4的脫砷劑是較早的一個(gè)品種, 主要用于制氫、制氨用直餾輕油的預(yù)脫砷和催化重整預(yù)加氫前原料油的預(yù)脫砷, 工藝簡(jiǎn)單,常溫常壓下使用。脫砷主要為化學(xué)吸附, 可與CuO生成砷化銅或砷沉積在砷化銅或銅上, 有報(bào)道稱工業(yè)裝置可在液空速1h-1時(shí)將輕油中砷含量由400×10-9降至(20 ～ 50)×10-9 , 該脫砷劑砷容量較低(一般在0 .1 %左右), 由于原料中砷含量大于300 ×10-9時(shí), 出口砷偏高, 難以達(dá)到裂解等工藝的要求,也只能作為輔助脫砷手段。
3.氧化銅系脫砷劑 CuO-ZnO-Al2O3系混合氧化物成型的脫砷劑,近年來國(guó)內(nèi)外廣泛用于乙烯、丙烯(氣相、液相)及催化裂化尾氣的脫砷, 可在加壓、室溫至100 ℃下使用, 使用空速高, 一般在液相使用。有報(bào)道稱此類脫砷劑可在液空速10h-1以內(nèi)使用, 脫丙烯中AsH3時(shí)可由1000×10-9脫至10 ×10-9 , 并兼有脫除H2S 、COS等微量硫的作用。砷容量受進(jìn)口硫含量影響,一般用至積砷2 %時(shí)即考慮更換, 主要考慮廢脫砷劑處理的環(huán)保問題。脫砷劑使用時(shí)應(yīng)考慮水的影響, 因此使用前應(yīng)將其干燥, 否則由于水的競(jìng)爭(zhēng)吸附會(huì)使脫砷效率下降。
CuO-Al2O3及CuO-活性炭是將CuO載于活性氧化鋁和活性炭載體而制得的脫砷劑。據(jù)報(bào)道, 它們可用于C1 ～ C10餾份的脫砷, 尤其適用于C2 ～ C6烯烴餾份, 如乙烯、丙烯餾份。脫砷可在常溫、液相進(jìn)行。由于活性氧化鋁和活性炭具有較大的比表面積, 故此類脫砷劑活性很高, 脫除率可達(dá)98 %, 甚至產(chǎn)物中檢不出砷。一般認(rèn)為以活性炭為載體時(shí)性能更好, 影響脫砷劑壽命的主要是CuO含量, 由于浸漬型脫砷劑載銅量一般不是很高, 所以其砷容量通常比CuO-ZnO-Al2O3型脫砷劑低。
4.鎳系脫砷劑 此類脫砷劑指一般的鎳鉬加氫轉(zhuǎn)化催化劑和高鎳含量加氫脫砷催化劑兩種。鎳鉬加氫轉(zhuǎn)化催化劑和鈷鉬加氫轉(zhuǎn)化催化劑一樣廣泛用于輕油等油品的加氫處理, 其有機(jī)氮加氫性能優(yōu)于鈷鉬, 同時(shí)兼有有機(jī)硫、烯烴、氧加氫等功能, 在操作溫度下(350 ℃以上), 鈷、鎳元素均會(huì)與砷結(jié)合形成穩(wěn)定的化合物, 起到脫砷作用, 但因結(jié)合了砷也使加氫活性下降。對(duì)于含砷重整原料的預(yù)處理也可采用鎳鉬催化劑。
脫砷劑使用前要進(jìn)行預(yù)硫化, 在硫化態(tài)的鎳鉬催化劑上有機(jī)砷加氫分解為AsH3 , 再與催化劑上的鎳元素結(jié)合為砷化鎳
5.鉛系脫砷劑 一般以Al2O3為載體、以PbO(鉛的負(fù)載量為20%～30%)為活性組分, 用于C3餾份(含不飽和C3餾份)中微量砷的脫除?？稍跉庀?、液相下操作,將C3餾份中的AsH3脫至滿足工業(yè)生產(chǎn)要求的含量, 并可通過微量氫氣加熱的方法再生使用。

圖1為脫砷劑

國(guó)產(chǎn)常用脫砷劑的型號(hào)

國(guó)產(chǎn)常用脫砷劑型號(hào)有RAS-20 、RAS-2(B)、JT-2 、TAS-02 、TAS-15 、TAS-19型, 規(guī)格及性能見下表。除此之外還有FDAS-1 , RAS-3 , LTS-200 ,NCT-2001 , 9801 , TAS958 , DTS 等型號(hào), 以鎳系數(shù)量最多。

砷的脫除機(jī)理

石油原料的脫砷過程存在著兩種機(jī)理, 一種是吸附脫砷機(jī)理, 另一種是化學(xué)反應(yīng)脫砷機(jī)理。
吸附過程是在較低的溫度下, 砷化物在脫砷劑活性金屬之間以化學(xué)吸附形式結(jié)合在一起, 砷與活性金屬發(fā)生部分電子云轉(zhuǎn)移。
R3As + M = R3Asδ-……Mδ+
脫砷劑上的活性金屬常以活性基團(tuán)的形式分散。由于吸附是在較低的溫度下進(jìn)行, 因而只能在活性基團(tuán)的表面發(fā)生吸附, 故砷容量很低。
化學(xué)反應(yīng)脫砷在較高的溫度下進(jìn)行, 砷化物在脫砷劑的催化作用下, 首先發(fā)生氫解反應(yīng), 生成AsH3 , AsH3與活性金屬反應(yīng)生成穩(wěn)定的多種形式的金屬砷化物。
R3As + 3H2 → 3RH + AsH3
AsH3 + M → MAs +3/2H2
因反應(yīng)溫度較高, 故所發(fā)生的反應(yīng)可以進(jìn)入活性基團(tuán)的體相, 活性金屬充分發(fā)揮作用, 砷容量大。

用途及再生

在常溫常壓下，可脫除石腦油中的砷。在高溫條件下可吸附油品中的膠質(zhì)、瀝青、殘?zhí)康入s質(zhì)。脫砷劑采取器外再生的方法可較好的恢復(fù)吸附活性。
有關(guān)脫砷劑的脫砷劑的類型、國(guó)產(chǎn)常用脫砷劑的型號(hào)、砷的脫除機(jī)理、選用原則是由Chemicalbook的玉蓮編輯整理。（2016-03-19）

選用原則

在選擇使用何種脫砷劑時(shí), 既要考慮所處理物料的性質(zhì)、操作條件, 也要考慮其脫砷活性、砷容量,有無不良副反應(yīng)及設(shè)備投資等因素也很重要。
1.鎳系脫砷劑屬加氫脫砷劑, 常用于制氫和大。
型氨廠工藝脫除石腦油中的痕量砷。由于原料中常同時(shí)存在有機(jī)硫, 因此可脫砷兼轉(zhuǎn)化有機(jī)硫。
2.銅系脫砷劑的特點(diǎn)是可在較低溫度和壓力下操作, 甚至在常溫常壓下脫砷。以銅(Ⅱ)為活性組分的低溫脫砷劑, 在脫砷過程中除了吸附脫除砷化物之外, 銅(Ⅱ)與砷化物之間也發(fā)生了氧化還原反應(yīng)和配位反應(yīng)。AsH3 有較強(qiáng)的還原性, 能將Cu(Ⅱ)還原成Cu(Ⅰ)；R3As 有較強(qiáng)的配位能力, 能與Cu(Ⅱ)及Cu(Ⅰ)形成配合物, 從而提高脫砷效果。這種脫砷劑能脫除石腦油中的砷化物, 但對(duì)柴油中的砷化物脫除效果差。這是由于柴油沸點(diǎn)較高, 所含砷化物R3As的R體積大, 不易與Cu(Ⅱ)形成配合物。要脫除柴油中的砷化物, 須用加氫脫砷劑。銅系脫砷劑使用空速高, 處理量大, 但原料中不能有炔烴存在, 因?yàn)樵诟邷丶坝羞€原性氣體時(shí)會(huì)將其還原為金屬銅而生成可爆炸的乙炔銅。原料中存在較多的H2S會(huì)使砷容量大幅度下降。銅系脫砷劑適用于脫硫之后的單獨(dú)脫砷, 或者同時(shí)脫除痕量的硫與砷。
3.鉛系脫砷劑適用于含炔烴場(chǎng)合, 例如用于煉油廠流化催化裂化之前, 石油化工廠液相及氣相聚丙烯原料氣以及乙烯原料氣的脫砷。一般設(shè)在粗脫H2S和COS之后, 在較高溫度和較低空速下也不會(huì)發(fā)生加氫反應(yīng), 故鉛系更適用于烯烴原料處理, 但砷容不及銅系。
4.錳系價(jià)格便宜, 也可再生, 多用于液化石油氣脫砷, 在壓力1 .65MPa 、45 ℃條件下, 可將AsH3從(1000～3000)×10-9脫至(0～18)×10-9, 每個(gè)操作周期積砷容為8kg/m3。

用途 

砷化合物對(duì)各種化肥催化劑都是十分敏感的毒物，原料中含極少量的砷化合物即可使催化劑中毒而失效。通常要求原料中的砷含量＜3×10^-9，然而在石腦油(輕油)和煉廠氣中砷含量一般有(100～500)×10^-9，有些可高達(dá)(1000～3000)×10^-9。各類脫砷劑可在各自的使用條件下將各種原料中的砷化合物脫除，達(dá)到所要求的指標(biāo)。

生產(chǎn)方法 

多用浸漬法制備。將活性組分的可溶性鹽類溶解于脫鹽水中，然后用此溶液浸泡已成型的硅酸鋁小球或氧化鋁片等載體。經(jīng)一段時(shí)間后，撈出瀝干，再經(jīng)干燥、焙燒制得成品。

安全信息

MSDS信息

脫砷劑 上下游產(chǎn)品信息