脱砷剂的类型及常见种类介绍：硅酸铝小球、铜系、镍系等

脱砷剂的类型及常见种类介绍：硅酸铝小球、铜系、镍系等

除砷剂的种类

脱砷剂为白色球状多孔颗粒，粒径均匀，表面光滑，机械强度高，吸湿性强，吸水后不膨胀、不开裂。产品无毒、无味、无臭，不溶于水及有机溶剂。目前使用的脱砷剂有铜、铅、锰、镍系列的硅酸铝球，其中以铜、镍系列最为常见。 铜系脱砷剂又分为CuSO4、硅酸铝球负载的CuO·Al2O3、CuO、CuO·ZnO·Al2O3、活性炭负载的CuO·SnO2、活性炭负载的CuO·Cr2O3、BaO助催化剂的CuO·Cr2O3等；铅系主要为PbO·Al2O3，锰系主要为MnO2，镍系可直接采用NiO·MoO3/Al2O3加氢转化催化剂或采用硅酸铝负载的Ni、NiO催化剂。

1、硅酸铝珠利用硅酸铝珠较大的比表面积吸附微量砷化物（极性吸附），从而达到除砷的目的。操作过程简单，可在常温常压下进行。由于是非选择性吸附，内表面不仅吸附砷化物，而且吸附原料烃分子、硫化物及各种杂质等，容易饱和而失去吸附能力。寿命短，一般只有4个月。所需吸附剂量大，吸附塔较大，设备投资大，且出口砷含量高（一般高于20×10-9），难以满足某些工艺的要求，因此只能作为辅助手段。

2.负载CuSO4的硅铝珠用4%CuSO4浸渍硅酸铝珠的脱砷剂是较早出现的品种，主要用于制氢、制氨直馏轻油的预脱砷及催化重整预加氢前原料油的预脱砷，工艺简单，可在常温常压下使用。脱砷主要为化学吸附，可与CuO生成砷化铜或砷沉积在砷化铜或铜上。据报道，工业装置在液体空速1h-1下，可使轻油中砷含量由400×10-9降低到（20～50）×10-9。该脱砷剂的脱砷能力较低（一般在0.1%左右）。 当原料中砷含量大于300×10-9时，出口砷过高，难以满足裂解等工艺的要求，只能作为辅助脱砷手段。

3、氧化铜脱砷剂CuO-ZnO-Al2O3系列混合氧化物脱砷剂近年来在国内外乙烯、丙烯（气相、液相）及催化裂解尾气脱砷中得到广泛应用。可在加压、常温至100℃、空速较高条件下使用，一般在液相中使用。据报道该类脱砷剂在液体空速10h-1以内即可使用，脱除丙烯中的AsH3时可从1000×10-9脱至10×10-9，同时还具有脱除H2S、COS等微量硫的作用。其脱砷能力受进口硫含量影响，一般当累积砷达到2%时考虑更换，主要考虑废弃脱砷剂的环保问题。 脱砷剂的使用需考虑水分的影响，使用前应进行干燥处理，否则会因水的竞争吸附而导致脱砷效率降低。

CuO-Al2O3、CuO-活性炭是将CuO负载在活性氧化铝、活性炭载体上制成的脱砷剂，据报道可用于C1～C10馏分，特别是C2～C6烯烃馏分，如乙烯、丙烯馏分的脱砷。脱砷可在常温、液相条件下进行。由于活性氧化铝、活性炭的比表面积较大，所以此类脱砷剂活性很高，脱除率可达98%以上，甚至产品中检测不到砷，一般认为以活性炭为载体时性能更佳。影响脱砷剂寿命的主要因素是CuO含量，由于浸渍型脱砷剂的铜负载量一般不是很高，所以其除砷能力通常低于CuO-ZnO-Al2O3型脱砷剂。

4、镍系脱砷剂该类脱砷剂指一般镍钼加氢转化催化剂和高镍含量加氢脱砷催化剂。镍钼加氢转化催化剂与钴钼加氢转化催化剂一样，广泛应用于轻质油等油品加氢处理。其有机氮加氢性能优于钴钼，同时还兼有有机硫、烯烃、氧气加氢功能。在操作温度下（350℃以上），钴、镍元素会与砷结合形成稳定的化合物，起到脱砷作用，但与砷的结合也会降低加氢活性。镍钼催化剂还可用于含砷重整原料的预处理。

脱砷剂使用前必须经过预硫化处理，在硫化型镍钼催化剂上，有机砷被氢化分解为AsH3，AsH3与催化剂上的镍元素结合生成砷化镍。

5、铅基脱砷剂一般以Al2O3为载体，PbO（铅载量为20%～30%）为活性组分，用于脱除C3馏分（包括不饱和C3馏分）中的微量砷，可在气相或液相操作，将C3馏分中的AsH3脱除至符合工业生产要求的含量，并可通过微量氢气加热再生。

图1为脱砷剂

国内常用除砷剂型号

国内常用的除砷剂型号有RAS-20、RAS-2(B)、JT-2、TAS-02、TAS-15、TAS-19等，规格及性能见下表。此外，还有FDAS-1、RAS-3、LTS-200、NCT-2001、9801、DTS等型号，以镍系列最多。

除砷机理

石油原料的脱砷过程有两种机理，一种是吸附脱砷机理，一种是化学反应脱砷机理。

吸附过程是在较低温度下，砷化物以化学吸附的方式与脱砷剂活性金属结合，砷与活性金属之间发生部分电子云转移。

R3As + M = R3Asδ-……Mδ+

除砷剂上的活性金属往往以活性基团的形式分散存在，由于吸附是在较低的温度下进行的，只能发生在活性基团的表面，因此砷容量很低。

化学反应除砷是在较高的温度下进行的，在除砷剂的催化作用下，砷化物首先发生氢解生成AsH3，AsH3与活泼金属发生反应，生成各种形态的稳定的金属砷化物。

R3As + 3H2 → 3RH + AsH3

AsH3 + M → MAs +3/2H2

由于反应温度较高，反应能进入活性基团的本体相，活性金属能充分发挥作用，砷容量较大。

使用和回收

可在常温常压下脱除石脑油中的砷；可在高温条件下吸附去除油品中的胶体、沥青、残炭等杂质；脱砷剂可进行场外再生，更好地恢复吸附活性。