[发明专利]一种颗粒状低硅13X分子筛及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种颗粒状低硅13X分子筛及其制备方法与应用，制备方法包括以下步骤：1)成型：将常硅13X分子筛、无机粘结剂及造孔剂混合后成型，后经干燥、焙烧，得到颗粒状13X分子筛；2)碱转化：利用硅酸钠的碱性溶液对颗粒状13X分子进行碱处理，后经液固分离、干燥，得到碱处理后的颗粒状13X分子筛；3)铝化：将碱处理后的颗粒状13X分子筛浸入至高碱度铝酸钠溶液中进行转化处理，后经洗涤、干燥、活化即可。与现有技术相比，本发明以市售价廉的常硅13X分子筛为基体，经过碱转化和铝化，制备出CO₂吸附容量更高且强度较好的低粘结剂型颗粒状低硅13X分子筛，制备工艺更简单稳定且成本更低，得到的产品特别适用于深冷空分中CO₂杂质的高效脱除。

技术领域

本发明属于无机材料分子筛技术领域，涉及一种颗粒状低硅13X分子筛及其制备方法与应用。

背景技术

在深冷空分领域中，工业上通常利用颗粒状13X分子筛吸附剂对空气中的CO₂进行脱除，特别是低硅13X分子筛。现有的关于颗粒状低硅13X分子筛的制备，较为成熟的技术是先合成低硅13X分子筛原粉，再成型得到颗粒状低硅13X分子筛成品。然而，通过该方法制备得到的颗粒状低硅13X分子筛中无机粘结剂的含量大于10wt％，较高含量的无机粘结剂限制了CO₂吸附性能的提升。另一方面，作为工业化应用的颗粒状低硅13X分子筛必须具备足够的压碎强度，但采用现有的工艺方法去制备颗粒状低硅13X分子筛时，若无机粘结剂含量降低，其强度会随之显著降低，无法满足工业化应用。

目前，市场上采用上述工艺制备得到的颗粒状低硅13X分子筛，在2.5mmHg(0℃)下，静态CO₂吸附容量为6.0-6.5wt％；250mmHg(0℃)下，静态CO₂吸附容量为18.0-21.0wt％。此外，该工艺过程涉及到了繁琐的粉体分离与洗涤过程，不仅操作复杂而且产生了大量的废水，制备成本较高。

近年来，伴随着空分产业的快速发展与技术革新，现有的颗粒状低硅13X分子筛产品的CO₂吸附容量逐渐满足不了更为苛刻的技术要求。因此，亟需开发出新的方法以制备出具有更高CO₂吸附容量且强度较好的颗粒状低硅13X分子筛。

发明内容

本发明的目的是提供一种颗粒状低硅13X分子筛及其制备方法与应用。本发明以市售价廉的硅铝比2.40-3.00的常硅13X分子筛为基体，经过碱转化和铝化的方法制备出CO₂吸附容量更高且强度较好的颗粒状低硅13X分子筛，该工艺方法操作简便，稳定性及重复性好，成本低，易实现工业化。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种颗粒状低硅13X分子筛的制备方法，该方法包括以下步骤：

1)成型：将常硅13X分子筛、无机粘结剂及造孔剂混合后成型，后经干燥、焙烧，得到颗粒状13X分子筛；

2)碱转化：利用硅酸钠的碱性溶液对颗粒状13X分子进行碱处理，后经液固分离、干燥，得到碱处理后的颗粒状13X分子筛；

3)铝化：将碱处理后的颗粒状13X分子筛浸入至高碱度铝酸钠溶液中进行转化处理，后经洗涤、干燥、活化，即得到所述的颗粒状低硅13X分子筛。

进一步地，步骤1)中，所述的常硅13X分子筛的硅铝比为2.40-2.80；步骤3)中，所述的颗粒状低硅13X分子筛的硅铝比为2.00-2.10。

优选地，常硅13X分子筛的硅铝比为2.40-2.60。