[发明专利]使用沸石咪唑酯骨架结构材料分离甲烷和较高碳数的烃

权利要求书

1.一种从工艺原料流中分离CH₄的方法，包括：

a)在第一压力和第一温度下使由沸石咪唑酯骨架结构材料组成的吸附剂材料与包括CH₄和至少一种C₂₊烃化合物的工艺原料流接触；

b)在所述吸附剂材料中吸附至少一部分所述C₂₊烃化合物；

c)产生富甲烷产物流，其中该富甲烷产物流具有比所述工艺原料流高的摩尔百分比浓度的甲烷；和

d)在第二压力和第二温度下产生贫甲烷产物流，其中该贫甲烷产物流具有比所述工艺原料流低的摩尔百分比浓度的甲烷；

其中所述沸石咪唑酯骨架结构材料具有如下骨架结构，其中该骨架结构的每一个顶点由单一金属离子组成，并且该骨架结构每一对相连的相邻顶点通过咪唑酯阴离子或其衍生物的氮原子连接，和其中所述沸石咪唑酯骨架结构材料的C₂₊烃化合物相对于CH₄的吸附负载量比至少为5。

2.权利要求1所述的方法，其中所述吸附剂材料进一步由选自结晶聚合物、非结晶聚合物、环氧化物、热塑性塑料、粘土、含二氧化硅的材料、含氧化铝的材料和含二氧化钛的材料的粘结剂材料组成。

3.前述任一项权利要求所述的方法，其中在301K和106.6kPa下测定C₂₊烃化合物相对于CH₄的吸附负载量比。

4.前述任一项权利要求所述的方法，其中C₂₊烃化合物选自C₂H₄(乙烯)、C₂H₆(乙烷)、C₃H₆(丙烯)、C₃H₈(丙烷)、C₄H₈(1-丁烯)和C₄H₁₀(正丁烷)。

5.前述任一项权利要求所述的方法，其中所述沸石咪唑酯骨架结构材料选自ZIF-7、ZIF-9和ZIF-1。

6.前述任一项权利要求所述的方法，其中在步骤a)中的C₂₊烃化合物分压大于在步骤d)中的C₂₊烃化合物分压。

7.前述任一项权利要求所述的方法，其中所述第一压力大于所述第二压力。

8.前述任一项权利要求所述的方法，其中所述第二温度高于所述第一温度。

9.前述任一项权利要求所述的方法，其中循环时间小于约1分钟。

10.前述任一项权利要求所述的方法，其中所述方法是变换吸附法，并且循环期间在吸附剂床层中获得的C₂₊烃化合物分压最大值和最小值之差小于43.5psia(300kPa)。

11.前述任一项权利要求所述的方法，其中在步骤a)中所述工艺原料流的C₂₊烃化合物分压小于约29psia(200kPa)。

12.前述任一项权利要求所述的方法，其中所述工艺原料流由天然气组成。

13.前述任一项权利要求所述的方法，其中所述第一压力至少为500psig。

14.权利要求1-11任一项所述的方法，其中所述工艺原料流由乙烯C₂H₄和甲烷CH₄组成，和所述C₂₊烃化合物是乙烯C₂H₄。

15.权利要求1-11任一项所述的方法，其中所述工艺原料流由丙烯C₃H₆和甲烷CH₄组成，和所述C₂₊烃化合物是丙烯C₃H₆。