技術領域

本發明涉及一種負載型脫砷劑及其制備方法，屬于脫砷劑技術領域。

背景技術

為了降低汽油中烯烴和硫的含量，并盡量減少汽油辛烷值的損失，在對汽油進行煉制的過程中，需要對其進行選擇性加氫、加氫脫硫、醚化和異構化等處理。在選擇性加氫處理中，常用的加氫催化劑是以貴金屬鈀為活性組分的，該類加氫催化劑在使用時容易受到汽油中含有的重金屬尤其是砷的影響，從而發生永久性中毒而失活。研究表明，當砷含量較低質量分數小于10ppb時，該加氫催化劑可以使用幾年，而當砷含量偏高為幾十個ppb以上時，該加氫催化劑的壽命只有幾個月甚至更短。此外，高砷含量的汽油作為燃料使用時也會對大氣環境造成嚴重污染。因此，為了保持催化劑的活性并盡可能減少對環境造成污染，在加工砷含量較高的汽油時，必須進行脫砷預處理。

在對汽油進行脫砷預處理時，通常在一定條件下，將高砷含量的汽油流經固體吸附材料即脫砷劑，以使其中的砷類化合物被吸附。脫砷劑中，負載型脫砷劑是脫砷效率較高一類，由活性組分和載體組成。在載體的選擇中，活性炭是一種多孔無定形碳，其具有豐富的孔隙結構、較大的比表面積、規則的孔徑分布以及穩定的物理和化學性能，從而可用作汽油脫砷劑載體。活性炭作為脫砷劑載體使用時，通常采用對活性炭進行預處理的方式來改變活性炭載體的表面化學性能，進而改善活性炭載體的吸附性能。

中國專利文獻CN1323872A公開一種負載型脫砷劑，該負載型脫砷劑的制備包括以下步驟：（1）活性炭載體的預處理，a.堿類預浸：用Na₂CO₃、K₂CO₃、NaOH、KOH、NH₃堿類物質配成水溶液，對活性炭進行浸泡處理，浸泡溫度0-80℃；b.表面氧化處理：用H₂O₂、K₂Cr₂O₇、KMnO₄氧化性試劑對活性炭表面進行氧化處理，處理溫度0-80℃；c.酸處理：用無機酸水溶液，對活性炭載體進行處理，溶液的溫度控制在0-120℃范圍內；（2）把所需的活性成分以無機鹽的形式配置成溶液，一次或多次分步對活性炭載體進行浸漬，使所需的成分負載到活性炭載體上；最后，將該脫砷劑進行干燥，干燥溫度以室溫至500℃為宜。上述方法中通過對活性炭載體進行堿類預浸，使其表面堿性基團含量增加、表面非極性增強，從而增強載體對非極性物質的吸附能力；通過對載體進行表面氧化處理，使其表面含氧官能團的含量增加，表面的親水性增強；通過對活性炭載體進行酸處理，使其表面酸性基團含量增加、表面極性增強，從而增強載體對極性物質的吸附能力。然而，經上述預處理后的活性炭載體，仍然存在孔容小、比表面積小、孔道和孔徑分散不均勻的問題，經測試表明，采用上述活性炭載體制備得到脫砷劑，經過240小時運轉，其脫砷率僅能達到98.5%，難以進一步提升脫砷劑的吸附容量和脫砷率。再者，該方法中，將活性組分以金屬鹽形式負載于載體上后，由于可溶性金屬鹽發生分解生成其對應金屬氧化物的溫度需要在220℃以上，而在有氧環境中，從120℃開始活性炭表面就會開始發生自燃，超過170℃時活性炭即會發生完全燃燒，于是利用上述方法必須在惰性氣體的保護且較高溫度下才能制備得到以活性炭為載體、以金屬氧化物為活性組分的該負載型脫砷劑。

發明內容

本發明所要解決的第一個技術問題在于現有技術中以活性炭為載體制備負載型脫砷劑時，對活性炭載體進行包括堿類預浸、表面氧化處理和酸處理的預處理后，仍然存在比表面積小、孔容小、孔道和孔徑分散不均勻的問題，從而難以進一步提升脫砷劑的吸附容量和脫砷率，進而提供一種高砷容量的負載型脫砷劑。

本發明所要解決的第二個技術問題在于現有技術中必須在惰性氣體保護且較高溫度條件下才能制備得到以活性炭為載體、以金屬氧化物為活性組分的負載型脫砷劑，進而提供一種可實現在有氧環境、較低溫度下制備以活性炭為載體、以金屬氧化物為活性組分負載型脫砷劑的方法。

本發明還提供一種所述負載型脫砷劑的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種負載型脫砷劑的制備方法，包括以下步驟：

（1）活性炭載體的預處理：用強氧化性酸液對活性炭載體進行表面處理，經干燥、惰性氣體中焙燒，得到預處理后的活性炭載體；

（2）負載型脫砷劑的制備：