[發明專利]一種高強度分子篩吸附劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202011199019.5
• 申請日: 2020-10-31
• 公開（公告）號: CN114433017B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 張延鵬;張勝中;張英;王紅濤;楊陽
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司大連石油化工研究院
• 主分類號: B01J20/18
• 分類號: B01J20/18;B01J20/28;B01J20/30
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本發明公開了一種高強度分子篩吸附劑的制備方法。該方法包括：在分子篩成型的不同階段，加入具有不同分解溫度的造孔劑：在分子篩的內部，加入分解溫度較高的造孔劑；在分子篩的外層，加入分解溫度較低的造孔劑。本發明的方法，避免了造孔劑分解對分子篩成型體的破壞作用，所得到分子篩的強度高，破碎率低，且吸附性能優良。

技術領域

本發明屬于吸附分離技術領域，具體涉及一種高強度分子篩吸附劑及其制備方法。

背景技術

分子篩作為一種常用的吸附劑，在變壓吸附、混合物分離、脫水干燥等領域得到了廣泛的應用。其中，分子篩在分離領域的應用是基于其內部具有的豐富的孔道結構。然而，在某些特定的應用場合，不僅要求分子篩具有豐富的微孔結構，還要求分子篩具有優異的傳質性能。例如在變壓吸附領域，分子篩傳質性能的好壞決定著變壓吸附的整體效率。在傳統的成型分子篩制備過程中，加入一定量的造孔劑如銨鹽及有機造孔劑等，在一定溫度下造孔劑受熱分解或碳化，可以在分子篩內部產生大量的介孔。然而，由于成型分子篩內部造孔劑與外層造孔劑同時受熱反應，并釋放出大量氣體，使得分子篩內部釋放出的氣體沒有有效的傳輸孔道進行釋放，內部氣體產生的壓力以及內部氣體自生孔道的過程導致在分子篩內部產生大量裂痕，并最終導致成型分子篩的破碎。

中國專利CN102874836A公開了一種介孔A型分子篩的合成方法，通過將經硅烷偶聯劑處理的多壁碳納米管加入到硅源中，與另一種硅烷偶聯劑反應，完成后將其轉移到鋁源中反應，經高溫煅燒除去模板劑即得介孔A型分子篩。但是其合成的是一種粉狀分子篩，并未給出成型A型介孔分子篩的合成方法。

中國專利CN105692626A公開了一種球形介孔分子篩的制備方法，本發明通過引入低沸點、低極性和低表面張力的丁酮作為共溶劑，方便、快捷地得到粒徑更小的球形介孔分子篩，大大縮短了合成的時間，降低了生產成本。但是該方法并未能夠控制分子篩中介孔的形成過程，不利于提高分子篩的成品率和分子篩的成型強度。

發明內容

為了克服現有技術的缺點和不足，本發明提供了一種高強度、高成品率、低磨損率介孔分子篩吸附劑的制備方法。

本發明的一種高強度分子篩吸附劑的制備方法，包括以下內容：

（1）將分子篩原料與粘結劑、成型助劑置于轉盤成型機中，與噴灑水或溶解有高分解溫度造孔劑的噴灑水溶液混合成型，得到顆粒種子；

（2）將步驟（1）所得顆粒種子于成型機中繼續成型，將噴灑水或噴灑水溶液調變為溶解有中等分解溫度造孔劑的水溶液，得到直徑增加的球形顆粒；

（3）將噴灑水溶液調變為溶解有低分解溫度造孔劑的水溶液，繼續成型，得到直徑增加的球形顆粒；

（4）重復步驟（3）0～3次；

（5）對步驟（4）所得球形顆粒進行干燥、焙燒，得到吸附劑產品。

進一步的，步驟（1）中的所述分子篩選自A型分子篩、X型分子篩、Y型分子篩和ETS型分子篩中的至少一種，優選A型分子篩。分子篩的BET比表面積為100~1200?cm²/g，優選150~900?cm²/g，孔直徑為0.3~10?nm，優選0.4~9?nm。

步驟（1）中的所述粘結劑選自高嶺土、凹凸棒土、膨潤土、硅溶膠、鋁溶膠中的至少一種，優選膨潤土。所述粘結劑的目數為100~1000目，優選200~500目。

進一步的，步驟（1）中所述分子篩和粘結劑的重量比為9~49:1，優選15~35:1步驟（1）水固（噴灑水溶液與固體）質量比為1~30，優選水固比為3~25。

進一步的，步驟（1）中的所述成型助劑選自淀粉、田菁粉、纖維素、栲膠中的至少一種，優選淀粉。