[发明专利]分离和回收一氧化碳的吸附剂的制备方法

说明书

本发明是关于用变压吸附法（下文统称为PSA法）和/或变温吸附法（下文统称为TSA法）从某种含有CO的混合气中分离和回收CO的一种固体吸附剂的制备方法。

含有主要组分为CO的代表性的气体包括：钢厂转炉的转炉气、鼓风炉的鼓风炉气、电炉的电炉气和气化焦炭得到的发生炉气。这些气体大多数都已用作燃料，并含有约70%（V）或70%（V）以上的CO。因此，如果这些气体中所含的CO能被分离出来或以高纯度加以回收的话，就可以把它用作合成甲酸、醋酸等的一种原料，或把它用作还原有机化合物的一种还原剂，这就会使化学工业得到巨大的经济收益。

从含CO作为一种主要组分的混合气中分离和回收CO的方法，已经知道的有低温处理技术、铜氨法和COSORB法等。这些方法的缺点是，设备费用和使用诸如电能、蒸汽和其它的热能的能耗费用均较高。因此，虽然它们适宜于大量地分离和回收CO，但是它们不适宜于以中等规模或小规模地分离和回收CO。而且通过这些已知方法得到的CO还含有O₂和CO₂等之类的杂质，这些杂质对有机合成反应是有害的，因此不能在有机合成中使用。

从中等体积或小量体积的原料气中实现选择性分离特定气体的方法，已知有PSA法和TSA法。

PSA法是用于从混合气中选择性分离特定气体的一种方法，它包括在高压下，使目的组分气体吸附在吸附剂上，然后在减压下解吸附的气体。这种方法在工业应用中，设置了许多装有吸附剂的柱，在每个吸附柱中，一系列的升压-吸附-清洗-脱气操作重复进行，以便从整体上实现连续分离和回收产品气的目的。

像上述的PSA法一样，TSA法也是用于从混合气中选择性分离特定气体的方法。为此，目的气体首先在低温下吸附在吸附剂上，然后使整个吸附系统升温，解吸所吸附的气体。

作为利用PSA法原理的一种方法，利用丝光沸石作为吸附剂的方法已经提出（日本未审查专利公开22625/1984;及49818/1984）。

对于按照PSA法或TSA法的原理从含CO的混合气中分离和回收CO，已经提出了采用把铜化合物（例如卤化亚铜、氧化亚铜、铜盐和铜氧化物等）载在活性炭上的各种方法（日本未审查专利公开156517/1983、69414/1984、105841/1984和136134/1984）。

用PSA法或TSA法从含CO的混合气中分离和回收CO的吸附剂的制备方法，已经提出的包括：把卤化亚铜和卤化铝的有机溶剂溶液，与多孔的无机氧化物如Al₂O₃、SiO₂或SiO₂/Al₂O₃等接触，然后除去游离的有机溶剂（日本未审查专利公开90036/1985和90037/1985）。

本发明的申请人已经申请的一项日本专利专清，公开了以SiO₂和/或Al₂O₃为载体，一种亚铜化合物或一处铜化合物或一种铜化合物的还原产物作为载持化合物，载在上述载体上的吸附剂的制备方法，该吸附剂用于以PSA或TSA法从混合气中分离和回收CO（日本未审查专利公开242638/1986）。

在PSA或TSA法使用中，装在吸附柱中的吸附剂所要求的性质如下：（ⅰ）能够选择性的吸附目的组分，排除其它的共存组分。（ⅱ）当吸附柱处在压力下或低温时，和吸附柱处在减压或高温时，目的组分的吸附速度有很大的差别。（ⅲ）容易除去吸附的目的组分。（Ⅳ）其它的组分不易被吸附和解吸。和（Ⅴ）吸附剂的使用寿命长。在PSA 或TSA法中，吸附剂的上述性质是重要的因素，因为对产品的纯度和收率这些性质都有重大影响。

利用丝光沸石的方法，具有物理吸附一解吸的优点，但也存在下面的一些问题。由于这种吸附剂对CO的固有吸附容量相对地小，因此压力变化的频率必须增加，这不仅在操作中，而且也对各种阀门的命使用寿命造成不利的后果。因而在吸附之前必须预先地除去CO₂。由于N₂气伴随吸附，而且由于大量地产品CO气必须用来清洗吸附柱内部各部分，以除去吸附的N₂气，因而产品CO气的纯度低，这样产品CO气的收率也降低了。