[发明专利]用于氩纯化的吸附剂组合物

说明书

本申请描述了最佳材料组合物，其允许用于从流体进料流中纯化至少一种进料组分，以使得吸附剂具有至少10重量%的氧容量。更具体地，所述材料是具有大于或等于3:1的比例的氧相对氩的选择性的用于流体进料流纯化的吸附剂，所述吸附剂为使用锂进行部分离子交换以产生小于4A型沸石且大于3A型沸石的孔尺寸的A型沸石。在经交换的沸石中，非锂电荷平衡抗衡阳离子基本是钠。所述吸附剂是具有至多20重量%的粘合剂的团聚颗粒形式，所述团聚吸附剂颗粒在0.4至1.2 mm的范围内。

发明领域

本发明涉及特别制备的吸附剂组合物用于循环吸附方法的用途，所述方法主要设计来在氩纯化期间除去氧。更具体地，本发明涉及锂离子交换吸附剂的发展，当氩为液相或者气相时，所述锂离子交换吸附剂提供所需的氧从氩中的分离和纯化。吸附剂在吸附剂床中最好地得到利用，所述吸附剂床可与空气分离设备或单元(ASU)联合以实现最佳的纯化处理。用于从流体进料流分离至少一种进料组分的吸附剂组合物是沸石，其使用15％至86％的锂基于电荷等效进行部分离子交换以产生具有小于4A型沸石并大于3A型沸石的孔尺寸的分子筛吸附剂。

背景

液态或气态氩的成功纯化要求从氩中除去低浓度(即在百万分率的范围内)氧。从氩中除去高达1％的氧被认为是纯化过程，且对于许多氩的终端使用者是必要的，在他们那里，氧在氩中的存在是不合意的。在其中存在液态或者气态的氩的安全、处理和工业或实验室使用的许多情况下，氩的纯度是重要的。氩作为固体、液体和气体是无色、无气味且无毒的。氩在大多数条件下是化学惰性的。作为惰性稀有气体(inert noble gas)，其具有特殊的性质，所述性质对于与半导体工业相关的应用、对于照明、焊接和在其中通常非反应性物质可变成反应性物质的其它高温工业过程是合意的。与氩相反，氧是高反应性物质(以气态或液态形式)，且因其支持燃烧，所以经常是安全担忧。即使低水平的氧(<百万分之100)，很多时候对于某些实验室和工业过程也是不可接受的。这也包括化学处理工业，其中某些反应必须主要在氧不存在下进行。

在至少数十年期间，对于氩纯化的成本考虑是特殊的低温系统发展的驱动力(driving influence)，且发现稳固(robust)、可靠并满足以可接受的价格满足客户要求所必需的经济标准的合适方法是有挑战性的。这些挑战已成为数位其他研究者的焦点。通过低温蒸馏生产液氩被熟知，并且是用于生产高纯氩的优选方法。

吸附法也可用于实现所要求的纯化并报道在文献中。但是，大多数相关技术集中于气流的纯化。液氩(而不是气态氩)更加容易被运输到客户位置，且一旦客户接收液氩，容易实现向气态的转化。因此，在纯化过程期间和之后，将氩保持在液态形式是合意的。找到合适的吸附剂来完成该任务(主要在液相中)是本公开的一个主要焦点。