[发明专利]一种吸附剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种吸附剂的制备方法，包括：a)使载体与铝源溶液、钠源溶液和硅溶胶的混合液接触，制得改性载体；b)将所述改性载体和金属添加剂混合并成型，制得吸附剂前驱体；以及c)对所述吸附剂前驱体进行焙烧处理，制得所述吸附剂。通过铝源溶液、钠源溶液和硅溶胶的混合液进行预处理及添加金属添加剂能够提高吸附剂的机械强度，并且有效提高吸附剂利用效率，降低生产成本。

技术领域

本发明涉及化工技术领域，具体涉及一种吸附剂及其制备方法和应用。

背景技术

变压吸附(Pressure Swing Adsorption，PSA)是近几十年在工业上新崛起的气体分离技术，其基本原理是利用混合气体组分在固体材料上吸附特性的差异以及吸附量随压力变化而变化的特性，通过周期性的压力变换过程实现气体的分离或提纯。该技术是在上世纪六十年代迅速发展起来的。由于最早的吸附剂吸附能力较低、选择性较差，吸附分离仅用在吸湿干燥、脱色、除臭、饮用水净化上，吸附剂往往是一次性使用，使用时能耗较高。

1942年德国发表了第一篇无热吸附干燥和净化空气(脱除CO₂和H₂O)的专利文献，1959年Skarstrom发明了PSA气体分离技术(当时称为“等温吸附”或“无热吸附”)。上世纪60年代初，在世界能源危机情况下，美国联合碳化物公司(UCC)首次实现了变压吸附四床工艺技术的工业化，于1966年建成投产了第一套PSA法从含氢工业气体中回收高纯度氢的工业装置。

美国联合碳化物公司的专利US3497462公开了用阳离子为一价铜的分子筛作为吸附剂，分离一氧化碳或乙烯。该分子筛是通过亚铜盐溶液与分子筛中的钠离子进行交换制得的。由于可交换和交换来的亚铜离子数量不够多，从而使此类分子筛吸附一氧化碳或乙烯的量不高，据报道，在25℃，一氧化碳分压为99mmHg时，每克吸附剂可吸附一氧化碳或乙烯1.7毫摩尔。

CN106215911B公开了用于分离CO的高效吸附剂及其制备方法，制备方法包括以下步骤：称取预定量的硅溶胶并加入水源稀释，之后向稀释的硅溶胶中依次滴加铝源溶液、钠源溶液和铜源溶液，搅拌均匀得到液体混合物；将液体混合物在室温下陈化6～10小时，之后加入高压反应釜并在95～110℃的条件下不断搅拌并在晶化7～12小时之后取出，洗涤并过滤得到固体；将固体在100～120℃下真空干燥，随后在400～500℃、氮气气氛下焙烧4～6h，得到所述用于分离CO的高效吸附剂。

CN201310520699.X公开了一种用于CO吸附的吸附剂的13X型分子筛及其制备方法和应用。该13X型分子筛主要由以下组分：SiO₂的质量百分含量为24-26％、Na₂O的质量百分含量为0.042-0.0485％的硅溶胶；以Al₂O₃计，铝源的质量为SiO₂质量的34-56.67％，以Na₂O计，钠源的质量为SiO₂质量的1.03-1.55倍，以H₂O计，水源的质量为Na₂O质量的10.16-15.97倍。

CN201710037992.9涉及负载型氯化亚铜吸附剂及其制备方法和应用，属于石油化工领域。所述的载体为有序介孔硅KIT-6；所述活性组份为CuCl；载体的活性组份负载量为2mmol/g～5mmol/g，优选3mmol/g～4mmol/g。该吸附剂制备简单，过程可控，并且操作简单，满足工业处理要求，并且能够有效应用于石油炼化气中的乙烯乙烷分离和催化裂解气中乙烯的富集。

以上专利所制得的吸附剂机械强度较低，载体均未经预处理，吸附效率低。

发明内容