[发明专利]一种用于液化气吸附脱水的碳分子筛、及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于液化气吸附脱水的碳分子筛、及其制备方法。用于液化气吸附脱水的碳分子筛的制备方法，包括顺序相接的以下步骤：①对原料粉碎后进行预处理，其中预处理包括预氧化、成型或干燥中的至少一步；②将步骤①所得物料在惰性气氛下碳化；③将步骤②所得物料依次进行浸渍和干燥，或活化和调孔，或活化、浸渍和干燥，即得碳分子筛。本发明原料来源广泛，价格低廉，尤其是可以实现农业资源的充分利用，增加了农业收入，减少了污染；本发明所制备的改性碳分子筛性能多变，可根据实际需要进行调整；本发明首次将原本是憎水性的碳分子筛进行改性，引入到液化气吸附脱水领域，开拓了碳分子筛的应用领域和应用前景。

技术领域

本发明涉及一种用于液化气吸附脱水的碳分子筛、及其制备方法，属于液化气吸附脱水领域。

背景技术

在生产过程中，液化石油气(简称液化气，LPG)一般都含有饱和量的水蒸汽，水是LPG中有害的组分，在低于零度时将以冰或霜的形式冻结在换热器表面与阀的工作部位，有可能导致安全事故的发生。液态水的存在还会加速酸性组分(H2S、CO2)等对设备、管壁、阀件的腐蚀，缩短其使用寿命。因此必须进行脱水处理，达到规定的含水量指标后才能进入输送环节，以利于输送及使用过程的安全。

目前应用较多的脱水技术包括：

1、三甘醇脱水法：三甘醇(TEG)法属于溶剂吸收法，应用最为广泛。工艺包括：吸收塔、再生塔、富液/贫液换热器、闪蒸罐、贫液/干气换热器等；TEG法热稳定高、易再生，脱水后液化气露点降低到-30℃。美国使用的液化气溶剂吸收法脱水工艺中，TEG法占85％，海上液化气平台占95％。然而TEG法不足之处在于系统复杂、TEG再生能耗大且易损失和被污染，存在一次性投资大，消耗品价格昂贵，计量标准不统一，测量系统不适合国内液化气性质等问题。

2、硅铝酸盐分子筛脱水：分子筛脱水属于固体吸附法，该吸附剂是一种硅铝酸盐类晶体，其大量均匀的几何网状空穴只允许直径比其小的分子进入，以实现选择吸附。工艺包括脱水/再生干燥器和再生加热系统。占地面积小，对液化气物性和负荷变化不敏感，尤其适用于深度脱水。且分子筛吸附容量大，使用寿命长，不因重烃共吸附而使吸附失活。但该方法设备投资和操作费用高，且再生过程能耗较大，需要经常更换吸附剂。

3、低温冷凝脱水：该技术属于物理法脱水；气体经绝热可逆膨胀(等熵)导致温度降低，使气态水冷凝后分离出来；工艺包括热交换、气液分离、天然气制冷和液体排出四部分组成。最常见的设备是J-T阀和透平膨胀机。此方法对高压天然气处理非常经济，而在国内得到广泛应用。不足之处在于：需要添加抑制剂来防止水合物生成；透平膨胀机中的高速运动部件制造难度大；深度脱水时需配套制冷设备，增加了运行投资。

发明内容

为了解决现有技术中液化气脱水存在的上述缺陷，本发明提供一种用于液化气吸附脱水的碳分子筛、及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种用于液化气吸附脱水的碳分子筛的制备方法，包括顺序相接的以下步骤：

①将原料粉碎后预处理，其中预处理包括预氧化、成型或干燥中的至少一步；

②将步骤①所得物料在惰性气氛下碳化；

③将步骤②所得物料依次进行浸渍和干燥，或活化和调孔，或活化、浸渍和干燥，即得碳分子筛。

可用于制造本申请碳分子筛CMS的原料非常广泛，从天然产物到合成的高分子聚合物均可，主要包括三大类：各种不同煤化程度的煤(包括泥煤、褐煤、长烟煤、烟煤或无烟煤等)；天然植物，主要是植物的核或坚果壳，如核桃壳、木料或椰子壳等各种果壳以及植物纤维素；有机高分子聚合物，如聚酰亚胺、聚丙烯腈、酚醛树脂、聚糠醇、聚偏二氯乙烯-丙烯酸酯、聚偏二氯乙烯-氯乙烯、酚醛树脂或芳香族聚酸胺纤维等。