[发明专利]一种乙醇气相脱水的吸附剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于吸附剂制备技术领域，特别涉及一种用于乙醇气相脱水的吸附剂及其制备方法。

背景技术

目前，在无水乙醇生产过程中，乙醇含量95％以上的水份脱除，主要采用特殊精馏及吸附方法。特殊精馏如共沸精馏及萃取精馏等，生产过程能耗较高、并存在污染问题；而吸附法主要有分子筛液相吸附法、碳水化合物气相吸附法等。采用分子筛液相吸附法，乙醇损失偏大，再生较为困难；采用气相变压吸附，乙醇收率高，生产能耗低，具有广阔的应用前景。用于气相脱水的吸附剂制备，是实现气相变压吸附的关键。目前乙醇气相脱水的吸附剂的研究与开发报道，经查阅主要有：

①中国专利【申请(专利)号】CN200610017885.1公开了一种乙醇脱水用吸附剂，该吸附剂由小麦粉或/和玉米粉、黄原胶或/和羧甲基纤维素和糊精加水混合、制粒、干燥而成。所制颗粒为球形，球径为1-30毫米。所制颗粒为圆柱形，柱径为1-30mm，柱高为1-40毫米。所制颗粒为不规则形，外形最大尺寸为1-40毫米。所制颗粒机械强度大于16牛顿。本发明产品价格低、使用中成品得率高、再生时能量消耗低。

②《化工学报》杂志2004年2期309-312页报道了“用于乙醇脱水的生物质吸附性能”，以稻谷粉和玉米粉两种生物质作为吸附剂，考察其吸附性能、吸附选择性，并进行比较。用质量含量93.4％的乙醇为原料，每克吸附剂最多可生产含量超过99.5％的乙醇0.2256克。

③《过程工程学报》杂志2007年4期822-826页报道了“碱性钙基膨润土脱水材料的制备及表征”，研制出碱性钙基膨润土脱水材料。该材料用活性白土与氢氧化钙制浆后干燥合成，考察了制备工艺对产品脱水率的影响，研究结果表明，该材料在60℃时的脱水率为12.1％，具有热稳定性好，再生容易，吸附水速度快等优点。

从上述检索结果了解到，文献①和②制备的材料都是以天然碳水化合物为基础，这些吸附剂热稳定性较差，文献①没有公开脱水效果，而文献2的脱水效果也不高；而文献③直接用碱性钙基膨润土作吸附剂，存在酸性气体存在时容易失效、吸水率偏低及不容易成型等不足。综上所述，目前的乙醇气相吸附剂还不理想。

发明内容

本发明人经过研究和试验，在目前乙醇气相脱水吸附剂的研究基础上，对碱性钙基膨润土进行改性及加工成型，制备一种吸水率高、热稳定性好及再生容易的乙醇气相脱水吸附剂。

本发明乙醇气相脱水吸附剂是以碱性钙基膨润土和葡萄糖酸为原料，在乙醇水溶液分散剂的存在下碱性钙基膨润土与葡萄糖酸反应并加工成型，具体工艺是将阴离子交换容量为2.5～3mmol/g、颗粒度为60～200目的碱性钙基膨润土分散于数量为碱性钙基膨润土质量10～30倍、质量含量为70～95％的乙醇水溶液中；在20～40℃下，加入数量为碱性钙基膨润土质量的20～40％、质量含量为30～50％葡萄糖酸水溶液，搅拌反应2～5小时；反应后过滤得到湿的吸附剂，加工成直径1～10毫米球形颗粒或直径为1～5毫米、高2～10毫米的圆柱形颗粒，颗粒干燥后得到乙醇气相脱水的吸附剂。

本发明的原理是，针对碱性钙基膨润土容易与酸反应，采用了葡萄糖酸对其进行改性，一个葡萄糖酸分子虽然消耗了碱性钙基膨润土的一个活性氢氧根，但却带来了五个活性羟基，吸水能力不但没有下降，反而提高30％以上，更重要的是，葡萄糖基为中性，比较稳定，加上葡萄糖酸有一定粘性，容易成型。为了维持膨润土的层状结构，在制备工艺条件中，采用了乙醇含量较高的分散剂，并在室温下反应。

本发明制备得到的乙醇气相脱水吸附剂，吸水率高、热稳定性好及再生容易，经评价，采用质量含量95％的乙醇为原料，每公斤吸附剂可生产0.8～1.0公斤纯度为99.5～100％的无水乙醇，高于目前报道的吸附剂，吸附饱和后，只需在70～90℃下减压再生10～30分钟，即可重复使用。

具体实施方式

实施例1

将阴离子交换容量为2.8mmol/g、颗粒度为80目的碱性钙基膨润土分散于数量为碱性钙基膨润土质量15倍、质量含量为75％的乙醇水溶液中；在40℃下，加入数量为碱性钙基膨润土质量的30％、质量含量为50％葡萄糖酸水溶液，搅拌反应3小时；反应后过滤得到湿的吸附剂，加工成直径6毫米球形颗粒，颗粒干燥后得到乙醇气相脱水吸附剂。经评价，采用质量含量95％的乙醇为原料，每公斤吸附剂可生产0.8公斤纯度为99.5％的无水乙醇

实施例2