[其他]高效吸附剂及其制备方法和用途

说明书

本发明属于混合气的分离及原料气的净化领域。

一氧化碳或不饱和烃是重要的工业原料，如何从混合气体中把它们分离出来，是一个重大的工业课题。此外，一氧化碳或不饱和烃在一些原料气中是有害的杂质，需要除去。例如，在合成氨的流程中，多年来用铜氨溶液清除一氧化碳，但需在高压下进行，设备昂贵，同时铜氨溶液损耗大，腐蚀性强，易生成沉淀堵塞管道，操作困难。

70年代初，美国坦尼科（Tenneco）公司以四氯化铝亚铜的甲苯溶液作为吸收剂，从混合气中吸收一氧化碳或乙烯，以达到分离的目的〔US3651159（1972）骆有寿，燃料化学学报10卷251（1982）;OilandGasJournal，No.52Vol.76Dec.25（1978）〕。该吸收附在30℃、一氧化碳的分压为578mmHg时，每毫升可吸收一氧化碳1.8毫摩尔。但该吸收剂会因所含三氯化铝遇水被水解而失效，同时水解产生的氯化氢会腐蚀设备，产生的沉淀还会堵塞管道。为此，用该吸收剂时，混合气中的含水量须小于1ppm。此外，溶剂甲苯易挥发进入气相，最后还需分离，回收溶剂。

为了克服上述缺点，人们曾尝试用固体吸附剂代替液体吸收剂。美国联合碳化物公司的专利〔US4019879（1977）〕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。

近年来，日本东京工业大学Hirai等，将四氯化铝亚铜甲苯溶液负载在聚苯乙烯的微孔内或活性炭上，或者用氯化亚铜的盐酸溶液浸泡活性炭，然后除去溶剂，制成吸附剂〔Hirai，H.etal，ChemistryLetter，261（1983）;特许公报昭59-136134〕。此种吸附剂在20℃、一氧化碳压力为680mmHg时，每克吸附剂可吸附一氧化碳1.24毫摩尔。

上述各吸附剂对一氧化碳或乙烯的吸附量都小于前述的四氯化铝亚铜甲苯溶液的吸收量。

本发明的目的是获得一种新型的高效吸附剂，它对一氧化碳或乙烯的吸附量都大于已有吸附剂或液体吸收剂的容量;并对不饱和烃皆有吸附作用，同时避免了前述液体吸收剂遇水水解以及由此产生的有害后果。本吸附剂遇水不被破坏，吸附水后经加热去水，即可有效地吸附一氧化碳或不饱和烃。该吸附剂可用于从混合气中分离一氧化碳或不饱和烃或净化含有该两类气体的原料气。生产或使用这种吸附剂，能耗小、投资少、操作费用低、经济效益高。

本发明的吸附剂是通过表面扩散表面反应等形成的一价铜化合物负载在高比表面载体上的一种吸附剂，其中至少含有一种一价铜的化合物或一种两价铜的化合物，但当作为吸附剂使用时，最好任选一种本技术领域内普通技术人员熟知的还原方法把两价铜还原成一价铜，另外，还至少含有一种作为铜化合物载体的高比表面载体，如天然或合成的分子筛、氧化铝、硅胶、硅铝胶等，可用的分子筛包括：A型、X型、Y型、ZSM型，丝光沸石或磷酸铝分子筛等，分子筛中的阳离子可以是：Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Cu⁺、NH⁺₄、或H⁺，或者它们的混合型。当吸附剂中的一价铜被氧化成两价铜时，可任选一种本技术领域内普通技术人员熟知的还原方法把两价铜还原成一价铜的化合物，即可恢复原有性能，该过程称之为再生。