[發明專利]用于變壓吸附工藝的氣體分離吸附劑及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 201010501517.0
• 申請日: 2010-10-11
• 公開（公告）號: CN101947430A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 孫玉坤
• 申請（專利權）人: 孫玉坤
• 主分類號: B01J20/06
• 分類號: B01J20/06;B01J20/08;B01J20/16;B01J20/30;B01D53/047
• 代理公司: 大連星海專利事務所 21208
• 代理人: 于忠晶

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

目前世界上工業化國家中含CO的工業廢氣很多，如何從廢氣中回收利用CO，減少碳排放，實現可持續發展，已經成為人們十分關注的課題。

???1.從工業廢氣中分離回收CO

煉鋼廠焦爐氣中含有氫氣（H₂）52%；含有一氧化碳（CO）10.4%,；直接排放則造成環境污染，若將其分離回收利用，則可以獲得極大的經濟效益，以合成氨廠為例，若耗用焦爐氣100萬立方米/天，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。

為了更加廣泛的將高性能吸附劑實際應用到工業化的各個領域，在工業生產實踐中發揮有效作用，就必須要解決，這一長期存在的技術難題，中國專利86102838提供了一種解決問題的吸附劑，但是由于該專利研究時間較早，因此其在吸附能力方面仍有提升空間。

發明內容

本發明的目的是克服上述不足問題，提供一種用于變壓吸附工藝的氣體分離吸附劑，使用小晶粒及納米高比表面載體，以改善活性組分的孔道分布，縮短被吸附分子在孔道中的移動距離，提高了吸附劑的吸附、脫附速率，從而使吸附能力大幅增加，最終達到高效分離的目的。另外本發明還提供吸附劑的制備方法，工藝簡單，易于操作，生產成本低。本發明還提供吸附劑的應用，最適合應用，效果顯著。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案是：一種用于變壓吸附工藝的氣體分離吸附劑，該吸附劑中至少含有：

一種活性組分，采用一價銅的化合物或者一種兩價銅的化合物；

一種用于負載銅化合物的高比表面載體，高比表面載體采用小晶粒Y型或納米Y型分子篩；或者其中一種與A型、X型、Y型、ZSM型、絲光沸石和磷酸鋁分子篩中一種的混合物，

其中一價銅化合物或二價銅化合物占吸附劑總重量的10-60%。

所述分子篩中的陽離子是Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Cu⁺、NH⁺₄或H⁺，或者它們的混合型。

所述小晶粒Y型及納米Y型分子篩，粒徑范圍：Φ200nm-3μ。

所述一價銅化合物或二價銅化合物占吸附劑總重量的20-45%。

所述活性組分一價亞銅引入的前驅體采用亞銅的含氧酸鹽或有機酸鹽，適用的有鹵化亞銅、氧化亞銅、羧酸亞銅、甲酸亞銅、乙酸亞銅、草酸亞銅等等，其中以氯化亞銅為好；活性組分二價銅引入的前驅體采用銅的含氧酸鹽或有機酸鹽，適用的有鹵化銅、氧化銅、氰化銅、甲酸銅、乙酸銅、草酸銅、硝酸銅、磷酸銅等等。