[发明专利]一种用于CO吸附的13X型分子筛及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，涉及一种13X分子筛及其制备、改性方法，具体涉及一种用于CO吸附的吸附剂的13X型分子筛及其制备方法和应用。

 

背景技术

 碳一化工所用的CO通常是从各种含CO的混合气中分离提取的,这些气源的组成较为复杂,需要将CO分离提纯。工业生产对CO分离的要求越来越高,迫切需要高效经济的CO分离提纯技术。与深冷法和COSORB法比较,变压吸附(PSA)法因其具有诸多优点而受到广泛重视。

目前关于分离和提纯CO吸附剂的开发大都集中在使用一价或二价铜盐负载到载体上,这些吸附剂能够吸附CO的机理主要是Cu(I)—CO络合物的形成,自80年代以来吸附分离CO的各类含铜吸附剂有了很大的进展,如双金属盐络合分离剂CuAlCl4,其机理虽然仍是Cu(I)—CO络合,但加入的Al盐和亚铜盐形成氯桥结构,增加了Cu(I)的稳定性和利用率。另外,这种络合吸附剂大都只能实行变温吸附(TSA)工艺。但变压吸附(PSA)技术被称为“无热源分离技术”,具有变温吸附无法比拟的优点。

变压吸附的基本原理是利用吸附剂对吸附质在不同分压下有不同的吸附容量，并且在一定压力下对被分离的气体混合物的各组份又有选择吸附的特性，加压吸附除去原料气中杂质组分，减压脱附这些杂质而使吸附剂获得再生。因此，采用多个吸附床，循环地变动所组合的各吸附床压力，就可以实现连续的分离气体混合物。

13X分子筛吸附剂合成方法对CO吸附技术的影响较大。分子筛的晶粒形貌、成晶度是影响其吸附性能的重要因素之一，赵世伟等研究了陈化时间、晶化时间、晶化温度对13X分子筛晶粒形貌、成晶度的影响，发现适当的陈化时间、晶化时间、晶化温度才能形成形貌较好、成晶度较高的X型分子筛；李丽研究了直接法（一价铜直接改性）和间接法（二价铜改性后再还原为一价铜）改性13X分子筛，发现直接法对CO吸附量明显优于间接法。在氯化亚铜改性的13X分子筛中加入惰性组分如Zn等，可以对氯化亚铜起到一定的稳定作用，减小其在与氧接触过程中的氧化程度。  

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中CO吸附剂对CO选择性不高、CO收率低的不足的问题，提供一种新的用于CO吸附的13X型分子筛。

本发明的另外一个目的是提供一种用于CO吸附的13X型分子筛的制备方法。

本发明的另外一个目的是提供一种具有高CO选择性和高CO收率的，无需添加模板剂剂，制备工艺简单，可有效降低了吸附剂的制备成本的，用于CO吸附的13X型分子筛来制备改性吸附剂的方法。

本发明解决其技术问题，所采用的技术方案是：

一种用于CO吸附的13X型分子筛，其特征在于，主要由以下组分制备而成：

a) SiO₂的质量百分含量为24-26%、Na₂O的质量百分含量为0.042-0.0485%的硅溶胶；

b) 以Al₂O₃计，铝源的质量为SiO₂质量的34-56.67%，所述铝源为硫酸铝、铝酸钠、硝酸铝中的一种或几种的混合物；

c) 以Na₂O计，钠源的质量为SiO₂质量的1.03-1.55倍，所述钠源为氢氧化钠、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液中的一种或几种的混合物；

d) 以H₂O计，水源的质量为Na₂O质量的10.16-15.97倍，所述水源为去离子水。

作为优选。用于CO吸附的13X型分子筛中，所述的铝源质量按Al₂O₃计，占SiO₂质量的37.78-48.57%；所述的钠源以Na₂O计，为SiO₂质量1.14-1.45倍；所述的去离子水的质量为Na₂O质量的11.61-14.52倍。

一种用于CO吸附的13X型分子筛的制备方法，该制备方法主要包括如下步骤：

a)根据所述的组份比例，首先称取一定量的硅溶胶，加入去离子水稀释后，以1-2ml/min的速度滴加铝源溶液，最后再滴加入所述钠源溶液；硅溶胶的添加量可以为一定量。