[发明专利]负载型氯化亚铜吸附剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及负载型氯化亚铜吸附剂及其制备方法和应用，属于石油化工领域。

背景技术

目前，乙烯是石油化学工业最重要的原料，相比于同碳数的乙烷，乙烯可以合成一系列的产品，如醋酸乙酯、聚乙烯、合成橡胶、合成纤维、醇类等。而目前石油工业中丰富的炼厂气和催化裂解气中的主要成分是乙烯乙烷混合气，因此乙烯/乙烷分离变得十分必要。

工业上较为成熟的分离该类混合气的操作方法有深冷分离法和吸附分离法。深冷分离法是利用混合气中各纯组份的挥发度的差异，在低温下用精馏的手段将各烃类依次从精馏塔中分离。乙烯/乙烷相对挥发度较小，深冷分离操作往往需要在3MPa和-30℃以下进行，操作回流比高，理论板达到110块以上，能耗巨大；装置的耐温耐压等性能要求高，投资费用高，操作复杂。因此开发出更加节能环保的分离、富集技术具有现实意义。

吸附分离法是借助气体混合物中各气体组份在固体吸附剂上的吸附作用力的强弱而实现分离的一种方法。该方法在常温和低压下就可以实现各气体组份的分离，具有能耗极低、操作简单、设备投资费用低等系列优点，适用于乙烯/乙烷气体分离。而吸附法分离乙烯乙烷的核心就是开发吸附容量大且吸附选择性高的吸附剂。

CN 103007874A公开了一种负载型氧化亚铜吸附剂、制备方法、应用及再生方法，采用炭材料、Al₂O₃和介孔氧化硅材料等为载体，利用甲醛(或甲酸)蒸汽诱导还原铜前驱体制备负载型氧化亚铜吸附剂，该方法新颖独特，但是蒸汽诱导还原过程需要高温高压的条件，并会产生有毒的甲醛蒸汽气体，这限制了其应用范围，水合肼或N，N’-二甲基甲酰胺作为还原剂制备吸附剂有做过，还原作用过强，得到的吸附剂中含大量Cu。

CN 105709693A公开了一种柔性材料TUT-3作为吸附剂在分离乙烷乙烯中的应用，该方法能够高效分离乙烯乙烷，但是在TUT-3制备过程中需要使用三氟甲烷磺酸铜溶液和4,4'-联吡啶乙醇溶液，这件造成一定的设备损耗，并且制备成本过高，不利于工业化处理应用。

CN 101927152A公开了一种高强度气体净化、分离吸附剂及其制备和应用，该吸附剂在吸附剂中有效引入CeO₂，以提高主活性组份Cu⁺或Cu²⁺离子的分散性，提高金属活性中心在载体表面的占有率，促使Cu⁺在反应中与CO有效络合，有效提高吸附剂的分离性能。但采用其公开的方法制备得到的吸附剂中活性成分均为Cu₂O，活性非常低，不能满足乙烯乙烷的分离需求。

申请号为86102838.4的中国专利申请公开了一种高效吸附剂及其制备方法和用途，它是把一价铜与高比表面载体混合加热，使一价铜化合物负载在高比表面载体上的吸附剂，可用于从混合气中分离一氧化碳和不饱和烃。由其实施例可以看出，一价铜与高比表面载体混合加热的需要很高的温度或者超长的加热时间，才能制备得到上述吸附剂，能耗高，且还原前一价铜需要和载体混合，亚铜不可避免与空气发生氧化而降低活性。

发明内容

本发明解决的第一个技术问题是，提供一种负载型氯化亚铜吸附剂，该吸附剂选择性吸附乙烯，能有效分离乙烯/乙烷。

为解决本发明的第一个技术问题，本发明的负载型氯化亚铜吸附剂包括载体和活性组份；

其中，所述的载体为有序介孔硅KIT-6；所述活性组份为CuCl；

载体的活性组份负载量为2mmol/g～5mmol/g，优选3mmol/g～4mmol/g。

进一步地，所述的负载型氯化亚铜吸附剂还包括稀土氧化物。

优选的，所述的稀土氧化物为CeO₂。

优选的，所述CeO₂的量为载体重量的1％～5％。

本发明解决的第二个技术问题是，提供上述负载型氯化亚铜吸附剂的一种制备方法，该方法制备的吸附剂能有效分离乙烯/乙烷。

为解决本发明的第二个技术问题，本发明的负载型氯化亚铜吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

a.将还原剂和活性组份前驱体两种试剂，或还原剂、活性组份前驱体和分散助剂前驱体三种试剂浸渍在载体上，载体负载活性组份的量为2mmol/g～5mmol/g，优选3mmol/g～4mmol/g；活性组份与还原剂的摩尔比为2:1～1:1；

b.在惰性气氛中焙烧得到负载型氯化亚铜吸附剂，焙烧温度为150℃～350℃，焙烧时间为2～6h；