[发明专利]复合体

说明书

本发明提供一种复合体、相应复合体的生产方法及其用途，特别是在气体分离中的用途，其中，该复合体在多孔基材上以及在基材的间隙中具有多孔层(1)，并且至少在一侧上具有另一多孔层(2)；基材包括优选地由非导电材料制成的纤维；多孔层(1)包含彼此结合并且部分地与基材结合的氧化物颗粒，氧化物颗粒包括至少一种氧化物，其选自Al、Zr、Ti和Si元素的氧化物，优选地选自Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂和SiO₂；多孔层(2)包括彼此结合并且部分地与多孔层(1)结合的氧化物颗粒，该氧化物颗粒包括至少一种氧化物，其选自Al、Zr、Ti和Si元素的氧化物，优选地选自Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂和SiO₂，其中多孔层(1)中的氧化物颗粒的中值粒径大于多孔层(2)中的氧化物颗粒的中值粒径；其特征在于：多孔层(1)中的氧化物颗粒的中值粒径(d₅₀)为0.5～4μm，多孔层(2)中的氧化物颗粒的中值粒径(d₅₀)为0.015～0.15μm，优选为0.04～0.06μm。

技术领域

本发明涉及一种复合体、相应复合体的制备方法及其用途，特别是在气体分离中的用途，其中，该复合体在多孔基材上以及在基材的间隙中具有多孔层(1)，并且至少在一侧上具有另一多孔层(2)；基材包括纤维、优选地非导电材料的纤维；多孔层(1)包含彼此结合并且部分地与基材结合的氧化物颗粒，氧化物颗粒包括至少一种氧化物，其选自Al、Zr、Ti和 Si元素的氧化物，优选地选自Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂和SiO₂；多孔层(2)包括彼此结合并且部分地与层(1)结合的氧化物颗粒，该氧化物颗粒包括至少一种氧化物，其选自Al、Zr、Ti和Si元素的氧化物，优选地选自Al₂O₃、 ZrO₂、TiO₂和SiO₂，其中层(1)中存在的氧化物颗粒的中值粒径大于层(2) 中存在的氧化物颗粒的中值粒径；其特征在于：层(1)中的氧化物颗粒的中值粒径(d₅₀)为0.5～4μm，层(2)中的氧化物颗粒的中值粒径(d₅₀) 为0.015～0.15μm，优选为0.04～0.06μm。

背景技术

在天然气的制备中，也在开发越来越多的沉积物，这些沉积物也包含高比例的其他伴生物质以及甲烷。这些伴生物质的一部分可以保留在天然气中，而另一部分必须在天然气加工过程中除去。后者包括那些会在管道和容器中引起腐蚀的物质，还包括降低气体发热量的物质。被除去或浓度明显降低的组分(如果过量存在的话)通常是水、二氧化碳、氮、汞和硫化氢。在本文中，二氧化碳的去除特别重要。现有技术是通过胺洗涤去除的，如今，通过胺洗涤可以净化约90％的天然气。可以预料，将来在所产生的气体中不需要的伴生物质的比例将明显增加。例如在亚洲，开采的一手资源中二氧化碳含量高达50％。

由于在胺洗涤的情况下，必须在吸附二氧化碳后通过利用能量的脱附使胺再次再生，所以最近也越来越多地使用膜来去除大部分这些杂质。膜的使用具有以下优点：较小的设备(需要较小的空间)、操作简单并且可以不/不必使用液态化学药品。

制备最常用的膜并将其用作由乙酸纤维素制成的中空纤维膜或扁平膜形式的不对称聚合物膜。然而，由于各种作用，使用中的乙酸纤维素膜的分离性能降低，因此，在使用中实施的分离经常不能实现足够大的分离因子，或者在长时间操作后其分离效果明显地有负面差异。因此，存在各种例如通过使聚合物改性来改善分离因子(或清洁气体选择性)的活动。

在许多情况下，实际应用中分离性能的下降可归因于聚合物中高碳氢化合物(此处定义为碳原子数超过5的碳氢化合物)的吸附以及聚合物的相关软化。在全氟化聚合物的情况下，这种作用明显降低或几乎不存在。因此，这些聚合物作为用于分离任务的选择性材料具有良好的适用性，其中高碳氢以接近这些化合物的露点的比例存在于气体中。