[发明专利]一种新型亚中孔沸石分子筛吸附剂及应用

说明书

本发明涉及一种新型亚中孔沸石分子筛吸附剂，其主结构孔径0.47nm至0.50nm，氧化硅氧化铝摩尔比SAR值为5至40，骨架密度16.3T/1000A³，孔容积0.20mL/g至0.22mL/g、BET表面积最大为470m²/g，均处于中孔ZSM‑5型沸石与小孔LTA型沸石之间，具有良好的抗酸性和适度的疏水吸附性质。尤其是经过改性的STI沸石具有其它结构类型沸石分子筛很少具有的较高的甲烷吸附量和对氮气的吸附选择性，使其在小分子气体或有机物的吸附分离，有毒有害分子的去除，煤层气和油田气中甲烷的浓缩富集等化工和环保领域有重要工业应用前景。

技术领域

本发明涉及沸石分子筛吸附剂技术领域，尤其涉及一种新型亚中孔沸石分子筛吸附剂及应用。

背景技术

沸石吸附剂是工业和日常生活应用广泛的精细化学品，常用于干燥脱水剂，气体和有机分子的吸附与异构体分子分离、离子交换等。所述沸石分子筛吸附剂的应用广泛，市场需求量巨大，预期2023年全球年需求量超过200万吨。沸石分子筛按其孔径尺寸和骨架硅铝摩尔比SAR和孔径范围划分、常见的工业吸附剂可粗略进行划分为低硅小孔沸石如LTA型沸石简称A沸石、低硅大孔沸石如FAU型沸石简称X沸石、高硅中孔沸石如MFI型沸石简称ZSM-5沸石、高硅大孔沸石如MOR型沸石简称丝光沸石。

其中，以低硅小孔沸石A沸石和低硅大孔沸石X沸石为主。A沸石的SAR范围为2.0，骨架密度为12.9T/1000A³，主孔道孔径为0.41×0.41nm，孔容积为0.20-0.22ml/g。X沸石SAR范围为2.0-2.2，骨架密度为12.7T/1000A³，主孔道孔径为0.77×0.74nm，孔容积为0.30-0.32ml/g。这两种沸石的SAR范围均低于2.2，而且这两种沸石的骨架密度低、孔容积大，水的吸附量可高达20-30％，是高度亲水疏油的沸石，而且这两种低硅沸石吸附剂的生产原料易得、价格低廉，合成温度低于100℃、生产条件温和，生产工艺简单成本较低，非常适合于工业上制备为脱水剂和干燥剂。但因这两种沸石的晶体结构不耐酸，不能应用于酸性介质中的吸附与分离。在一般工业应用中吸附饱和需要再生时，因其结构的水热稳定性也很低，不宜于使用高压水蒸气作再生气源。