[發(fā)明專利]一種變壓吸附提氫吸附劑、制備方法及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011160175.0
• 申請(qǐng)日: 2020-10-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112169762B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐占杰;王明;劉克勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東津摯環(huán)保科技有限公司
• 主分類號(hào): B01J20/20
• 分類號(hào): B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;C01B3/50;B01D53/047
• 代理公司: 淄博匯川知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37295
• 代理人: 李時(shí)云

1.一種變壓吸附提氫吸附劑，為比表面積1200-1500m²/g、直徑0.8-2.0nm微孔體積0.2-0.3mL/g的改性柱狀活性炭，其含質(zhì)量含量3-6%的原位生成Si₃N₄；所述變壓吸附提氫吸附劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)以質(zhì)量份數(shù)比例計(jì)，在捏合機(jī)中，將無(wú)煙煤粉65-80份、煤瀝青粉30-35份混勻，加質(zhì)量濃度40-50%的氫氧化鈉溶液20-30份，捏合均勻后擠條，控制擠條溫度120-130℃；

(2)步驟(1)的擠出條，在隔絕CO₂和150-250℃的條件下干燥1-3h后，在隔絕O₂的條件下升溫到600-700℃焙燒炭化1-3h后降溫；降溫后炭化料水洗，用質(zhì)量濃度5-10%的稀鹽酸浸洗2-10h、水洗、100-130℃干燥，至干燥條灰分≤0.5%，得炭化條；

(3)步驟(2)炭化條的通過(guò)等體積浸漬法，浸漬所需濃度的水玻璃溶液，濕條干燥至所含的水分去除20-40%，再在CO₂氣氛處理至半濕條斷面pH10.5以下，水洗除堿、100-130℃干燥，之后在隔絕O₂和400-500℃的條件下焙燒1-3h后降溫，得負(fù)載SiO₂炭條，控制所得負(fù)載SiO₂炭條中SiO₂的質(zhì)量含量為3.5-7%；

(4)步驟(3)的負(fù)載SiO₂炭條等體積浸漬新制備的甲階酚醛樹(shù)脂水溶液，密閉放置均化5-20h，130-150℃干燥脫水和固化處理，之后在含CO+NH₃+CO₂氣流的條件下升溫至900-950℃活化焙燒處理3-5h后降溫，得所述變壓吸附提氫吸附劑；

其中，步驟(1)所述無(wú)煙煤粉的質(zhì)量指標(biāo)包括：可燃基揮發(fā)分3.5-10%，灰分4-10%，粒度-200目；所述煤瀝青粉的質(zhì)量指標(biāo)包括：軟化點(diǎn)80-100℃，結(jié)焦值≥45%，粒度-80目；

步驟(4)所述甲階酚醛樹(shù)脂水溶液，由如下方法制成：在攪拌反應(yīng)器中，將甲醛和苯酚按物質(zhì)的量比例1.5-2.0:1配料，升溫到60-65℃，攪拌5-20min，滴加0.5-1mol/L的乙酸亞鐵溶液，升溫至80-85℃并維持該溫度范圍反應(yīng)1-3h，之后在80-85℃溫度范圍減壓蒸餾至水分的質(zhì)量含量30-40%和粘均分子量300-600；所加乙酸亞鐵溶液折算為FeO的量，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，為所得變壓吸附提氫吸附劑的0.2-0.5%；

步驟(4)所述含CO+NH₃+CO₂氣流，以體積含量計(jì)，其組成為NH₃3-10%，CO₂5-10%，H₂O≤0.5%，N₂+H₂≤20%，余為CO。

2.如權(quán)利要求1所述的變壓吸附提氫吸附劑，其特征在于，外徑為1.5-2.2mm，長(zhǎng)度為3-8mm。

3.如權(quán)利要求1所述變壓吸附提氫吸附劑，其特征在于，步驟(1)所述煤瀝青粉包括符合GB/T 2290-2012要求的1號(hào)中溫煤瀝青或1號(hào)高溫煤瀝青；所述1號(hào)中溫煤瀝青的軟化點(diǎn)80-90℃、結(jié)焦值≥45%；所述1號(hào)高溫煤瀝青的軟化點(diǎn)95-100℃、結(jié)焦值≥52%。

4.如權(quán)利要求1所述變壓吸附提氫吸附劑，其特征在于，步驟(2)所得炭化條具有0.3-0.4mL/g的孔體積。

5.如權(quán)利要求1所述變壓吸附提氫吸附劑，其特征在于，步驟(4)負(fù)載SiO₂炭條浸漬的甲階酚醛樹(shù)脂，其浸漬質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10-20%。

6.如權(quán)利要求1所述變壓吸附提氫吸附劑，其特征在于，步驟(4)負(fù)載SiO₂炭條浸漬甲階酚醛樹(shù)脂時(shí)，再次進(jìn)行所述等體積浸漬甲階酚醛樹(shù)脂水溶液、130-150℃干燥脫水和固化處理的過(guò)程，之后再在含CO+NH₃+CO₂氣流的條件下升溫、活化焙燒處理。