[發(fā)明專利]一種用于CO吸附的新型13X型分子篩及其制備方法和應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2016-08-19
• 公開（公告）號: CN106315613B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何霖;譚亞南;程牧曦;艾珍;韓偉
• 申請（專利權(quán)）人: 西南化工研究設(shè)計(jì)院有限公司
• 主分類號: C01B39/22
• 分類號: C01B39/22;B01J20/18;B01J20/30
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司51214
• 代理人: 呂玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種用于CO吸附的新型13X型分子篩及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

碳一化工所用的CO通常是從各種含CO的混合氣中分離提取的,這些氣源的組成較為復(fù)雜,需要將CO分離提純。工業(yè)生產(chǎn)對CO分離的要求越來越高,迫切需要高效經(jīng)濟(jì)的CO分離提純技術(shù)。與深冷法和COSORB法比較,變壓吸附(PSA)法因其具有諸多優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛重視。

目前關(guān)于分離和提純CO吸附劑的開發(fā)大都集中在使用一價(jià)或二價(jià)銅鹽負(fù)載到載體上,這些吸附劑能夠吸附CO的機(jī)理主要是Cu(I)—CO絡(luò)合物的形成,自80年代以來吸附分離CO的各類含銅吸附劑有了很大的進(jìn)展,如雙金屬鹽絡(luò)合分離劑CuAlCl4,其機(jī)理雖然仍是Cu(I)—CO絡(luò)合,但加入的Al鹽和亞銅鹽形成氯橋結(jié)構(gòu),增加了Cu(I)的穩(wěn)定性和利用率。另外,這種絡(luò)合吸附劑大都只能實(shí)行變溫吸附(TSA)工藝。但變壓吸附(PSA)技術(shù)被稱為“無熱源分離技術(shù)”,具有變溫吸附無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。

變壓吸附的基本原理是利用吸附劑對吸附質(zhì)在不同分壓下有不同的吸附容量，并且在一定壓力下對被分離的氣體混合物的各組份又有選擇吸附的特性，加壓吸附除去原料氣中雜質(zhì)組分，減壓脫附這些雜質(zhì)而使吸附劑獲得再生。因此，采用多個吸附床，循環(huán)地變動所組合的各吸附床壓力，就可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的分離氣體混合物。

13X分子篩吸附劑合成方法對CO吸附技術(shù)的影響較大。分子篩的晶粒形貌、成晶度、孔道通透性是影響其吸附性能的重要因素之一，如提高分子篩比表面積和孔道通透性有利于提高吸附劑的CO吸附量和降低置換比。在氯化亞銅改性的13X分子篩中加入惰性組分如Zn等，可以對氯化亞銅起到一定的穩(wěn)定作用，減小其在與氧接觸過程中的氧化程度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中CO吸附劑對CO選擇性不高、CO收率低的不足的問題，提供一種新的用于CO吸附的新型13X型分子篩。

本發(fā)明的另外一個目的是提供一種用于CO吸附的新型13X型分子篩的制備方法。

本發(fā)明的另外一個目的是提供一種具有高CO選擇性和高CO收率的，可有效降低了吸附劑的使用成本的，用于CO吸附的13X型分子篩來制備改性吸附劑的方法。

本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種用于CO吸附的新型13X型分子篩，主要由以下組分制備而成：

a) 硅源采用正硅酸乙酯、硅酸鈉、正硅酸甲酯中的一種或幾種的混合物；

b) 以Al₂O₃計(jì)，鋁源的質(zhì)量為SiO₂質(zhì)量的34-56.67%，所述鋁源為甲酸鋁、乙酸鋁、丙酸鋁中的一種或幾種的混合物；

c) 以Na₂O計(jì)，鈉源的質(zhì)量為SiO₂質(zhì)量的1.2倍，所述鈉源為氫氧化鈉；

d) 以H₂O計(jì)，水源的質(zhì)量為Na₂O質(zhì)量的13.16-18.97倍，所述水源為去離子水；

e) 以陰陽離子嵌段共聚物為模板劑，模板劑的質(zhì)量為SiO₂質(zhì)量的0.1-8%；

f)導(dǎo)向劑的質(zhì)量為SiO₂質(zhì)量的10%-30%，所述導(dǎo)向劑為四丙基溴化銨、四丙基氫氧化銨、四乙基溴化銨、四乙基氫氧化銨中的一種或幾種的混合物。

作為優(yōu)選。用于CO吸附的13X型分子篩中，所述的鋁源質(zhì)量按Al₂O₃計(jì)，占SiO₂質(zhì)量的37.78-48.57%；所述的去離子水的質(zhì)量為Na₂O質(zhì)量的14.61-17.52倍；所述的模板劑陰、陽離子嵌段共聚物的質(zhì)量為SiO₂質(zhì)量的1%-5%；所述的導(dǎo)向劑的質(zhì)量為SiO₂質(zhì)量的15%-25%。

一種用于CO吸附的新型13X型分子篩的制備方法，該制備方法主要包括如下步驟：

a)先將陰陽離子表面活性劑按一定比例于水溶液中混合，制備陰陽離子嵌段共聚物；

b)根據(jù)所述的組份比例，首先稱取一定量的硅源，加入去離子水溶解后，再加入一定量的共聚物模板劑和導(dǎo)向劑，以1-2ml/min的速度滴加鋁源溶液，最后再滴加入所述鈉源溶液；

c)將步驟b）中得到的液體混合物攪拌均勻，室溫陳化1-3小時，然后將混合液加入高壓反應(yīng)釜，于100-120℃條件下不斷攪拌，晶化10-20小時后取出洗滌過濾去除濾液中雜質(zhì)離子；