[發明專利]鈉離子吸附劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010565958.0
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111686680B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 陳愛平;趙宗凱;孔凡貴;陳元應;梅長松;李春啟
• 申請（專利權）人: 大唐國際化工技術研究院有限公司
• 主分類號: B01J20/04
• 分類號: B01J20/04;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/10
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 郭廣迅

本發明提供一種鈉離子吸附劑，其包含以下組分：10?30質量份的Li₃Fe₂(PO₄)₃或Li₃V₂(PO₄)₃，10?30質量份的LiSn₂(PO₄)₃或LiMn₂(PO₄)₃和40?80質量份的LiTi₂(PO₄)₃。本發明還提供一種制備本發明的鈉離子吸附劑的方法。本發明還提供本發明的鈉離子吸附劑或者本發明的方法制得的鈉離子吸附劑在氣?固相條件下，優選地在300?600℃的氣?固相條件下，更優選地在300?600℃的氣?固相反應器的催化劑床層中除去鈉離子的應用。本發明的吸附劑在高溫氣?固相下具有高的熱穩定性和高的吸附選擇性。

技術領域

本發明屬于化工領域。具體地，本發明涉及一種鈉離子吸附劑及其制備方法和應用。

背景技術

通常，要除去水中的鈉離子可采用陽離子交換樹脂進行離子交換。但是，離子交換樹脂使用一段時間后，因官能基團逐漸飽和而導致去離子效率降低，引發水質劣化。這樣，在化工生產中，水作為工藝蒸汽或反應原料進入反應器時，必然夾帶微量的鈉離子，這些鈉離子對于酸性催化劑而言，是一種致命的毒物，長期的累積后，催化劑性能下降導致裝置提前停車或檢修。

例如，甲醇制丙烯(MTP)裝置運行中采用ZSM-5型催化劑，該反應是酸催化反應，反應原料加入約30％的工藝蒸汽，要求鈉離子質量含量不高于60ppb。在某一運行時期內，反應原料中鈉含量為300ppm，導致反應器第一級催化劑在運行2500h后，催化劑失活床層無溫升；運行4000h后，第二級催化劑失活床層催化劑無溫升，鈉中毒導致催化劑大大低于設計值8000h的運行壽命。

現有技術中，無機脫鈉吸附劑主要用于精細化工生產中液-固相體系，以除去溶液中的鈉離子。如李新云等(北京工業大學學報，1993，19(3)：27-31)報道了以硅膠負載的銻酸作為脫鈉劑，經脫鈉處理后，礦泉水中的鈉含量從82.54ppm降至0.03ppm，但操作溫度較低(30℃)。朱朝梁等(鹽業與化工，2012，41(8)：4-7)報道了采用氧化物常規粉末燒結方法制備了前驅體鈉錳氧化物NaMnO₂，研究了此吸附劑對溶液中Na⁺的吸附性能。CN108014743A公開了一種鈉離子特性吸附劑及其制備方法，該吸附劑具有三維骨架結構，分子式為Na_1.6Al_1.4Si_1.4(PO₄)₃·XCa₃(PO₄)₂，該吸附劑在含鈉的鎢溶液中可自發吸收鈉離子，除鈉率高達98％以上。CN105833830A公開了一種Na_xMnO₂的離子篩型鈉吸附劑，其可應用于氯化鋰溶液中雜質鈉的脫除。

現有技術沒有公開氣-固相高溫條件下的鈉離子吸附劑及其制備方法。為了避免催化劑堿中毒，在氣-固多相反應器的催化劑床層加裝一層鈉離子吸附劑是一種高效、簡便的方法。由于氣-固相多為高溫、高壓條件，這就要求吸附劑具有合適的成型強度、高的熱穩定性和鈉離子吸附特性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種適用于氣-固相條件下的鈉離子吸附劑及其制備方法。本發明的吸附劑在高溫氣-固相下具有高的熱穩定性和高的吸附選擇性。

本發明的上述目的是通過如下技術方案實現的。