[發明專利]一種基于LiNaKLSX分子篩吸附劑的制備方法及應用

有效

• 申請號: 202110596096.2
• 申請日: 2021-05-29
• 公開（公告）號: CN113264538B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 丁偉;柴軍軍;陳強;王麗
• 申請（專利權）人: 山西騰茂科技股份有限公司
• 主分類號: C01B39/22
• 分類號: C01B39/22;B01D53/047;B01J20/18;B01J20/30;C01B13/02;C01B21/04
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本發明一種基于LiNaKLSX分子篩吸附劑的制備方法及應用屬于吸附劑的技術領域；解決的技術問題為合成并制備一種可用于PSA/VPSA空分制氧領域且具有較高的產氧量的分子篩吸附劑；采用的技術方案為：包括如下步驟：步驟一：制備鋰鈉鉀型低硅X型分子篩LiNaKLSX分子篩，步驟二：將LiNaKLSX分子篩通過Li+交換成LiLSX分子篩，步驟三：制備的LiLSX分子篩粉末與粘土混合，加入助劑，通過成球機或擠條機成型，干燥，焙燒，即得分子篩吸附劑；本發明可有效降低制備成本，具有簡單易行，便于工業生產的特點，所得吸附劑可用于PSA/VPSA制氧工藝中做為N₂和O₂的選擇性吸附劑。

技術領域

本發明一種基于LiNaKLSX分子篩吸附劑的制備方法及應用屬于吸附劑的技術領域。

背景技術

隨著工業的發展，氧氣在各行各業中的用量日益增大，傳統的深冷法制氧氣由于能耗大、開停車時間長、不適用于小規模產氧等缺點而逐漸被變壓吸附法制氧工藝所取代。LiLSX分子篩作為變壓吸附空分制氧吸附劑，具有氮氣吸附容量大、氮氧分離系數高的優點。制備高效的氮氧分離吸附劑是變壓制氧技術的關鍵。目前，制氧分子篩類型主要有A型和X型，其中Si／Al的摩爾比在1.0～1.1之間的低硅鋁比(LSX)型分子篩具有規則且均勻的孔道，易與較大的陽離子交換。 CN105984881A公開了一種高效鋰基制氧分子篩及其制備方法，CN105600803A本發明公開了一種基于煤系高嶺土合成的LSX型沸石分子篩合成工藝，CN102874837A從高嶺土直接合成低硅鋁分子篩LSX的制備方法。CN101289197B本發明介紹了一種低硅X型分子篩原粉LSX的制備方法。上述制備過程中均存在需要加入晶種才能合成出較為純凈的低硅鋁比X型分子篩的問題

而分子篩的吸附性能一般與所吸附的陽離子種類和數目密切相關。因此，可以通過陽離子交換制備改性沸石，進而提高分子篩的氮氣吸附性能。特別是經過鋰交換后的LiLSX分子篩，具備較高的N₂吸附容量和氮氧分離系數、富氧性能好的特性，成為研究的熱點。常規制備LiLSX分子篩吸附劑的技術方法是用Li+交換NaLSX分子篩。研究表明，當Li+的交換度低于70%時，分子篩對N₂的吸附容量幾乎沒有變化，只有當Li+的交換度從70%增加到100%時，分子篩對N₂的吸附容量才呈線性增加。常用水溶液交換法 、熔鹽交換法、蒸汽交換等方法制備LiLSX分子篩。然而，常用的交換法存在Li離子利用率較低、浪費大的問題制約了工業化的生產。而且，制備LiLSX分子篩對Li+需求量大，且隨著鋰離子電池的迅速發展以及鋰的儲量一直在減少，從2016年以來，鋰的價格一直在上漲，造成LiLSX分子篩的生產成本相當高。CN101289196B介紹了一種LiLSX分子篩的制備方法，將LSX進行K+交換，然后再用N小時4+溶液多次置換，然后將N小時4LSX用LiO小時溶液進行Li+交換。專利CN 101766987A中公布了一種含鋰改性低硅鋁X型分子篩吸附劑的制備方法，提出了兩次交換與兩次焙燒交替進行的改性方法。雖然上述方法能夠提高Li+的交換度和分子篩骨架的穩定性，但是這種方法顯然使整個改性過程顯得復雜，且能耗會增大，很明顯這種復雜工藝很難在大規模的工業生產中實現。

在PSA/VPSA空分制氧領域，LiLSX分子篩備受青睞。本發明旨在合成和制備一種廉價的可用于氣體分離的分子篩吸附劑。適合于各種場合的VSA,VPSA以及PSA變壓吸附裝置，從空氣中進行氮氧分離，制取氧和富氧空氣，以及小型制氧設備制取醫療用氧。具有氮氣吸附容量高的特點。

發明內容

本發明克服現有技術存在的不足，所要解決的技術問題為：提供一種基于LiNaKLSX分子篩吸附劑的制備方法及應用，合成并制備一種可用于PSA/VPSA空分制氧領域且具有較高的產氧量的分子篩吸附劑。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種基于LiNaKLSX分子篩吸附劑的制備方法，包括如下步驟：

步驟一：制備鋰鈉鉀型低硅X型分子篩LiNaKLSX分子篩；