[发明专利]一种亚微米分子筛二氧化碳吸附剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及分子筛技术领域，涉及一种用于从气体(空气)中除去二氧化碳的亚微米分子筛吸附剂的制备方法。更具体的说，采用含K化合物作为导向剂和加入晶种的方法促进成核速率和降低产物分子筛硅铝比制备亚微米低硅铝比分子筛吸附剂。

背景技术

由于二氧化碳在低温下能冻结以及与水汽生成水合物，所以在许多商业气体应用中，它是一种不希望的杂质。固体或固体颗粒物质的生成使气体加工、操作、运输、和贮存十分困难，甚至不可能。例如，用于空气分离生产氧气和氮气的深冷装置实际上需要在分离以前从空气中完全除去二氧化碳(1ppm或更低)和水蒸汽。炼油厂对氢污染的气流中存在的二氧化碳和水分的数量有类似的要求。对合成氨厂的氮气纯度以及气体加工厂在乙烷和氦回收和/或天然气液化以前对二氧化碳含量和天然气露点有类似的要求。此外，石油化工厂必需除去单体：乙烯、丙稀、丁烯等中的二氧化碳和水，以防止聚合催化剂中毒和聚合物性能变差。空气中的氮氧化物或碳水化合物在低温下会固化，并堆积在热交换器及蒸馏塔内而可能使其堵塞，所以必须要事先防范这些部分在处理液态氧是产生爆炸。因此，就安全性而言，在纯化空气时务必除去其中的氮氧化物及碳水化合物，以免其凝集在液态氧中。

US3865924(Gidaspow)公开了一种CO₂吸附剂，它为活性氧化铝和碱金属酸盐的机械混合物。US4433981(Slaugh)公开了一种用碱金属氧化物或碱土金属氧化物或可焙烧分解的盐浸渍氧化铝制备的吸附剂。US4493715(Hogan)公开了一种从烯烃中除去CO₂的吸附剂，它为负载在活性氧化铝上的碱金属氧化物、氢氧化物、硝酸盐、醋酸盐等。还有许多其他的专利公开了有高吸附容量、特别是从气体中除去CO₂有高吸附容量的分子筛吸附剂。例如，US2882244(Milton)公开了用于CO₂吸附的各种结晶硅铝酸盐。US3078639(Milton)公开了一种用于从空气流中吸附CO₂的X型沸石。英国专利1508928(Mobil Oil)和1051621(Furtig等)公开了氧化硅/氧化铝比为1.8-2.2的八面沸石型沸石。US4557736(Sircar)公开了一种含二元离子交换的X型分子筛的吸附剂，它用于高于常压下从空气流中吸附氮，以使生产富氧放入产品流。US5868818(Ogawa)公开一种含有至少90％锂阳离子SiO₂/Al₂O₃摩尔比小于3.0的结晶X型分子筛，用于吸附水蒸气和二氧化碳。US6143057(Bulow)公开一种从空气中分离氮或二氧化碳的复合分子筛吸附剂，其中所述的复合分子筛吸附剂中至少90％为不大于约0.6微米的特征颗粒，这种复合分子筛吸附剂对二氧化碳和氮氧化合物是十分敏感的。在日本专利申请案早期公开公报第2000-107546号中，提及可去除N₂O的吸附剂包括钙离子交换X型沸石、钠丝光沸石(Na Mordenite)、钡离子交换沸石、无胶合剂(binderless)钙离子交换沸石等等。另外，日本专利申请案早期公开公报第2000-140550号揭露一种可去除空气中的N₂O的装置，其使用八面沸石(faujasite)来吸附N₂O。虽然这些产品都已用于从气体流中吸附水、CO₂和N₂O，但是得到改进的吸附剂仍然是重要的。

发明内容

本发明为亚微米分子筛吸附剂的制备方法，目的在于提供一种对水和CO₂有较高吸附容量的分子筛吸附剂。它是采用含K化合物作为导向剂和加入晶种的方法制备亚微米低硅铝比13X分子筛，然后将亚微米低硅铝比13X分子筛与一定浓度的含钠或钙盐溶液，在一定的温度下进行离子动态交换，从而达到所制分子筛吸附剂对水和二氧化碳提高吸附量之目的。

本发明为一种亚微米分子筛二氧化碳吸附剂的制备方法，其特征在于：

制备工艺包括以下步骤：

(1)加入含钾化合物作为导向剂和低硅铝比13X分子筛的少量粉末做晶种，晶种加入量为投料Al₂O₃质量的1％～10％；来制备亚微米低硅铝比13X分子筛。