[发明专利]一种用于烯烃净化的分子筛陶瓷膜材料及其制备与应用

说明书

本发明涉及一种用于烯烃净化的分子筛陶瓷膜材料及其制备与应用，分子筛陶瓷膜材料中，陶瓷材料表面负载的分子筛颗粒的粒径为0.1‑3μm，分子筛层的厚度为3‑5μm；制备时，依次经陶瓷材料预处理、分子筛晶种预涂覆、密闭晶化即可；分子筛陶瓷膜材料用于将气态烯烃流中的极性含氧化合物脱除至1ppm以下。与现有技术相比，本发明制备得到的分子筛陶瓷膜材料不仅具备较高的机械强度、较大的比表面积、厚度均一的分子筛层，而且分子筛层无纵向和横向裂纹，表面无气孔，结合强度高且不易脱落；在吸附烯烃流中的极性含氧化合物杂质时，净化深度达到1ppm以下，不仅传质阻力较小，而且能耗较低，再生能力强。

技术领域

本发明属于无机膜材料技术领域，涉及一种用于烯烃净化的分子筛陶瓷膜材料及其制备与应用。

背景技术

聚烯烃工业是石化产业的支柱，占有国家重要战略地位。聚合级烯烃深度净化技术作为烯烃聚合反应的关键前提，对聚烯烃产品的品质与产量，以及下游塑料行业的未来发展都产生着巨大的影响。随着烯烃聚合催化剂的更新换代，催化剂对乙烯、丙烯、丁烯等原料的纯度要求越来越高。目前，烯烃的生产技术主要包括：蒸汽裂解、催化裂解、催化脱氢、甲醇制烯烃(MTO)、甲醇制丙烯(MTP)等。无论是传统的裂解法，还是新型的MTO、MTP工艺，制备得到的烯烃原料中都含有各种杂质，诸如H₂O、O₂、CO、CO₂、甲醇、二甲醚、丙醛、丙酮、羰基硫等。尤其是痕量甲醇、二甲醚、丙醛等极性含氧化合物杂质的存在，不仅严重影响了聚烯烃催化剂的活性，甚至还会因催化剂中毒而导致整个装置停产，造成重大的经济损失。

目前，在深度净化烯烃流中的极性含氧化合物时，广泛采用的工艺技术方法是通过颗粒状吸附剂吸附除去烯烃流中痕量的甲醇、二甲醚、丙醛等极性含氧化合物杂质。然而，该方法在深度脱除极性含氧化合物杂质时，存在着传质阻力大、接触面积小、耗损大等缺点，尤其是对颗粒状吸附剂再生活化时需要巨大的能耗，不利于节能减排，并且大大增加了操作成本。

因此，迫切需要开发一种新型的甲醇、二甲醚、丙醛等极性含氧化合物净化吸附剂。

膜吸附和分离技术，由于其精度高、能耗低、污染少、易于实现连续分离等优点，被广泛应用于化工、食品、医药、环保、冶金等工业领域。分子筛陶瓷膜作为近十多年发展起来的一种新型无机膜，不仅具备耐高温、抗腐蚀性、高机械强度、低传质阻力、大通量等优点，而且还具备均一可调的孔道结构和结构特性，适合应用于渗透汽化和气体分离。目前，已有的分子筛陶瓷膜主要有LTA型、FAU型、T型、MFI型、MOR型等膜，其合成方法主要有：原位水热合成法、二次生长法、微波合成法和化学气相迁移法。其中，应用最多的为二次生长法。