[發明專利]高強度氣體凈化、分離吸附劑及其制備和應用

有效

• 申請號: 201010122518.4
• 申請日: 2010-03-12
• 公開（公告）號: CN101927152A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: 孫玉坤;杜軍;金雷;孫福楠;馮寶生
• 申請（專利權）人: 大連海鑫化工有限公司
• 主分類號: B01J20/06
• 分類號: B01J20/06;B01J20/32;B01D53/04
• 代理公司: 大連星海專利事務所 21208
• 代理人: 史學松

技術領域

?本發明涉及混合氣體分離及原料氣的凈化領域，特別是吸附劑，還涉及吸附劑的制法和應用領域。

背景技術

隨著社會的不斷進步，環保意識的日益加強，如何凈化環境，發展工業，是全人類面對的問題。工業化國家含CO的工業廢氣很多，對環境構成了嚴重的威脅。因此從該類廢氣中回收利用CO，減少碳排放，利用清潔能源，發展低碳經濟，從而實現可持續發展，已經成為人們十分關注的課題和工業化開發的目標。

1.從工業廢氣中回收提純CO

煉鋼廠的煉爐生產的爐氣，由高爐生產的的高爐氣以及焦炭氣化時，產生的發生爐煤氣等等，通常這些氣體大多是以燃料使用，僅焦爐氣中含有氫氣（H₂）52%；含有一氧化碳（CO）10.4%,；若將其排放至大氣中，則造成大量的污染，若是將其分離回收利用，可以獲得極大的經濟效益，例如合成氨廠，如果每天耗用焦爐氣100萬立方米的話，可用其氫氣（H₂）合成氨263噸（理論值），還有10.4萬立方米的CO可回收利用，若將其變廢為寶，可合成154.5噸的甲醇原料，其效益是相當可觀的，所以從各種工業廢氣中回收提純CO，是具有良好的經濟效益和社會效益的。

2.高純CO氣體，是有機合成良好的化工原料

隨著C₁化學的迅速發展，提純的CO除應用于金屬還原氣外，更重要的是用來合成各種市場上急需的基本有機化工產品，如甲醇，甲酸，醋酸，二甲基酰胺，光氣，聚碳酸脂，聚胺酯等化工產品，為此CO的分離和提純，是有機化工發展的方向。

3.從生產高端工業產品用的高純氣體中分離除去CO雜質及不飽和烴。

合成氨，甲苯二異氰脂（TDT）等工業用氣體中微量CO的存在，會引起一些參與反應的催化劑中毒，必須將其除去；生產高端工業產品用的高純氮氣，氫氣中必須剔除CO及不飽和烴雜質；如日益興起并廣泛應用的燃料電池，所用質子交換膜燃料電池，其富氧氣體中少量CO的剔除；食品工業中所用CO_2，是從乙烯氧化制環氧乙烷/乙二醇裝置的尾氣回收中提取的，但必需從CO₂氣中除去CO和乙烯雜質，才能有效使用。諸多等等，隨著工業的發展，人們生活水平的提高，高端工業產品精度不斷的提高，對高純氣體原料需求量不斷增長，合成氣循環利用率及純度要求日趨嚴控。因此，進一步提高分離提純技術是至關重要的。

分離提純CO的工藝技術，早期工業發展中，常常用的是深冷分離，即在高壓低溫下分餾。此法設備投資大，操作費用高，只有大規模分離時才比較經濟，70年代中期，美國Tenneco化學公司成功地開發了“Cosorb”技術，采用四氯化鋁亞銅的甲苯溶液作為吸收劑，從混合氣體中吸收CO和乙烯以達到分離的目的，該技術將CO分離技術推向了前進，但此法主要采用的技術，是用四氯化鋁亞銅（CuCl?^.AlCl₃）的甲苯溶液絡合吸收分離CO，該吸收劑遇水產生HCl,?對設備腐蝕性嚴重，所用原料氣及水的費用很大，投資大，成本高，溶劑甲苯易揮發，進入氣相后還需再分離回收溶劑。

為克服上述缺陷，美國Union?Carbide公司專利US4019879(1977)，公開了用固體吸附劑代替液體吸收劑技術，這在技術上是一進步，該專利提出采用離子交換法制備Cu(1)—Y型分子篩的方法制備CO吸附劑，但是分離效果不好。

日本Hirai等在EPA199341(1986)、EPA119789(1984)專利中，公開了將各種不同活性組分如CuCl?^。AlCl₃或CuCl等負載于聚胺基苯乙烯或聚苯乙烯的微孔內和活性炭等各種載體上，以此制備成吸附劑。但是其對CO或乙烯的吸附量都小于前述的四氯化鋁亞銅的甲苯溶液的吸附量。

以上各技術由液體吸收劑轉為固體吸附劑是一大進步，有利于工業化應用，但是存在分離效果不理想的缺陷。?