[发明专利]用于变压吸附工艺的气体分离吸附剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

 本发明涉及混合气体分离及原料气的净化领域，特别是吸附剂，还涉及吸附剂的制法和应用领域。

背景技术

目前世界上工业化国家中含CO的工业废气很多，如何从废气中回收利用CO，减少碳排放，实现可持续发展，已经成为人们十分关注的课题。

   1.从工业废气中分离回收CO

炼钢厂焦炉气中含有氢气（H₂）52%；含有一氧化碳（CO）10.4%,；直接排放则造成环境污染，若将其分离回收利用，则可以获得极大的经济效益，以合成氨厂为例，若耗用焦炉气100万立方米/天，可用其氢气（H₂）合成氨263吨（理论值），还有10.4万立方米的CO可回收利用，若将其变废为宝，可合成154.5吨的甲醇原料，其效益是相当可观的，所以从各种工业废气中回收提纯CO，是具有良好的经济效益和社会效益的。

2.高纯CO气体，是有机合成良好的化工原料

随着C₁化学的迅速发展，提纯的CO除应用于金属还原气外，更重要的是用来合成各种市场上急需的基本有机化工产品，如甲醇，甲酸，醋酸，二甲基酰胺，光气，聚碳酸脂，聚胺酯等化工产品，为此CO的分离和提纯，是有机化工发展的方向。

3.从生产高端工业产品用的高纯气体中分离除去CO杂质及不饱和烃。

合成氨，甲苯二异氰脂（TDT）等工业用气体中微量CO的存在，会引起一些参与反应的催化剂中毒，必须将其除去；生产高端工业产品用的高纯氮气，氢气中必须剔除CO及不饱和烃杂质；如日益兴起并广泛应用的燃料电池，所用质子交换膜燃料电池，其富氧气体中少量CO的剔除；食品工业中所用CO_2，是从乙烯氧化制环氧乙烷/乙二醇装置的尾气回收中提取的，但必需从CO₂气中除去CO和乙烯杂质，才能有效使用。诸多等等，随着工业的发展，人们生活水平的提高，高端工业产品精度不断的提高，对高纯气体原料需求量不断增长，合成气循环利用率及纯度要求日趋严控。因此，进一步提高分离提纯技术是至关重要的。

分离提纯CO的工艺技术，早期工业发展中，常常用的是深冷分离，即在高压低温下分馏。此法设备投资大，操作费用高，只有大规模分离时才比较经济。

为了更加广泛的将高性能吸附剂实际应用到工业化的各个领域，在工业生产实践中发挥有效作用，就必须要解决，这一长期存在的技术难题，中国专利86102838提供了一种解决问题的吸附剂，但是由于该专利研究时间较早，因此其在吸附能力方面仍有提升空间。

发明内容

本发明的目的是克服上述不足问题，提供一种用于变压吸附工艺的气体分离吸附剂，使用小晶粒及纳米高比表面载体，以改善活性组分的孔道分布，缩短被吸附分子在孔道中的移动距离，提高了吸附剂的吸附、脱附速率，从而使吸附能力大幅增加，最终达到高效分离的目的。另外本发明还提供吸附剂的制备方法，工艺简单，易于操作，生产成本低。本发明还提供吸附剂的应用，最适合应用，效果显著。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种用于变压吸附工艺的气体分离吸附剂，该吸附剂中至少含有：

一种活性组分，采用一价铜的化合物或者一种两价铜的化合物；

一种用于负载铜化合物的高比表面载体，高比表面载体采用小晶粒Y型或纳米Y型分子筛；或者其中一种与A型、X型、Y型、ZSM型、丝光沸石和磷酸铝分子筛中一种的混合物，

其中一价铜化合物或二价铜化合物占吸附剂总重量的10-60%。

所述分子筛中的阳离子是Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Cu⁺、NH⁺₄或H⁺，或者它们的混合型。

所述小晶粒Y型及纳米Y型分子筛，粒径范围：Φ200nm-3μ。

所述一价铜化合物或二价铜化合物占吸附剂总重量的20-45%。

所述活性组分一价亚铜引入的前驱体采用亚铜的含氧酸盐或有机酸盐，适用的有卤化亚铜、氧化亚铜、羧酸亚铜、甲酸亚铜、乙酸亚铜、草酸亚铜等等，其中以氯化亚铜为好；活性组分二价铜引入的前驱体采用铜的含氧酸盐或有机酸盐，适用的有卤化铜、氧化铜、氰化铜、甲酸铜、乙酸铜、草酸铜、硝酸铜、磷酸铜等等。