[发明专利]一种无粘结剂13X分子筛的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型无粘结剂13X制氢专用分子筛，用于变压吸附制氢，也可以用于变压吸附制氧、气液体的吸附分离等方面。

背景技术

变压吸附分离技术(PSA)是近年来在吸附分离工艺新崛起的分离技术，其原理是利用气体组成，在吸附剂上吸附特性的差别，以及吸附容量随着压力变化而变化的特性，通过压力变化过程实现气体的分离或提纯。而吸附剂是变压吸附分离技术(PSA)的关键，吸附剂的性能直接影响分离效果、纯度、收率、寿命等。

变压吸附(PSA)吸附剂等多采用5A型分子筛、无粘结剂5A型分子筛以及普通13X型分子筛。5A型分子筛比表面积比较小，微孔为5A°左右，吸附解吸速率受到一定影响，吸附容量也受到限制。13X型分子筛由于含粘结剂为20％，虽然微孔较大，为8-9A°，但吸附容量较小，二次孔分布不理想，也影响到吸附解吸速率。

新型无粘结剂13X(NaX)分子筛，采用粘结剂(多水高岭土、凹凸棒土)通过化学反应，晶化转晶为13X(NaX)分子筛，使吸附容量增大，改变二次孔分布结构，从而提高了吸附解吸速率。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有较大吸附容量、较好的吸附解吸速率的新型无粘结剂13X制氢专用分子筛。

为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：

无粘结剂13X分子筛的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)85-90重量份13X分子筛原粉与10-15重量份粘土混合，加入2-10重量份添加剂，在造粒机中造粒，造粒机的转速为30-60转/分；

(2)将造粒后颗粒状中间产物，根据产品粒度要求进行筛分，烘干后经350℃-800℃高温焙烧；

(3)焙烧后的中间产物浸入含5-15％氧化钠和2-10％二氧化硅的硅酸钠溶液中反应，反应温度为80-100℃，反应时间为4-16小时，洗涤、烘干后将颗粒状产物在200-800℃进行第二次高温焙烧，得无粘结剂13X分子筛产品。

所述的无粘结剂13X分子筛制备方法，其特征在于：所述的粘土为多水高岭土类粘土和凹凸棒土类粘土。

所述的无粘结剂13X分子筛制备方法，其特征在于：所述的添加剂选自羧甲基纤维素、栲胶中的一种或多种。

所述的无粘结剂13X分子筛制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述氢氧化钠、硅酸钠混合溶液体积与中间产物重量比为2-8∶1。

所述的无粘结剂13X分子筛制备方法，其特征在于：制得的无粘结剂13X分子筛产品的颗粒直径为0.30-2.5mm.。

本发明的有益效果：

本发明的无粘结剂13X分子筛有效吸附容量、吸附速率、解吸速率、机械强度均优于普通13X分子筛，用于变压吸附制氢，也可以用于变压制氧、气液体的吸附分离等方面。

具体实施方式

实施例1：无粘结剂13X分子筛的制备方法，包括如下步骤：

85份13X原粉与10份多水高岭土、5份凹凸棒土混合，加羧甲基纤维素(CMC)2份，栲胶2份，在造粒机中造粒45-60分钟，经筛分得￠0.3-0.65mm的中间产物，烘干后经700℃焙烧，焙烧后的产物浸入8％氢氧化钠、4％二氧化硅的氢氧化钠和硅酸钠的混合溶液中在90-94℃下，反应8小时，洗涤烘干后再550℃下焙烧，得到的产品用BET法测定其H₂O和CO₂吸附量，25℃时，相对湿度为50％时H₂O吸附量为30.12％，250mmHg柱时CO₂吸附量为21.08％。

实施例2：无粘结剂13X分子筛的制备方法，包括如下步骤：

85份13X原粉与12份多水高岭土、5份凹凸棒土混合，加羧甲基纤维素(CMC)2份，栲胶2份，在造粒机中造粒60-80分钟，经筛分得￠1.6-2.5mm的中间产物，烘干后经700℃焙烧，焙烧后的产物浸入8％氢氧化钠、4％二氧化硅的氢氧化钠和硅酸钠的混合溶液中在90-94℃下，反应16小时，洗涤烘干后再550℃下焙烧，得到的产品用BET法测定其H₂O和CO₂吸附量，25℃时，相对湿度为50％时H₂O吸附量为29.93％，250mmHg柱时CO₂吸附量为20.85％。

实施例3：无粘结剂13X分子筛的制备方法，包括如下步骤：