[发明专利]微孔碳材料分离伴生和非伴生天然气流中的氮

权利要求书

1.微孔碳材料，其为微球形式，其特征在于由材料的热解制备，其中所述材料优选是聚偏二氯乙烯的共聚物，并且用碱金属或碱土金属氢氧化物或醇氧化物进行化学处理。

2.根据权利要求1所述的微孔碳材料，其特征在于它们在微球壳中的碳含量为80-97wt％并且在微球壳中含氧。

3.由热解制备根据权利要求1和2所述的微孔碳材料的方法，包括进行0.25-1.75℃/分钟的加热以达到700-1200℃的温度，然后在700-1200℃保持300-1200分钟，以及0.25-1.75℃/分钟的冷却阶段。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于在热解之前，通过以下方式对聚(偏二氯乙烯)共聚物进行化学处理：将其分散在碱金属或碱土金属氢氧化物或醇氧化物与含氧溶剂的溶液中，并随后将其在间歇反应器中搅拌，其中所述碱金属或碱土金属氢氧化物或醇氧化物优选NaOH、KOH、LiOH、Mg(OH)₂或Ca(OH)₂或甲醇钠、甲醇钾、异丙醇钾、异丙醇钠、异丙醇锂或叔丁醇钾、叔丁醇钠，并且所述含氧溶剂优选水、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇及其混合物。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于聚(偏二氯乙烯)共聚物的化学处理使用在含氧溶剂及其以1:99至99:1体积比例制备的混合物中的0.5-45wt％的醇或氢氧化物。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于在聚(偏二氯乙烯)共聚物的化学处理过程中，在以下条件下提供搅拌：50-500rpm、20-70℃的恒温，0.1-60小时的持续时间。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于经过化学处理并且将要经历热解的共聚物在层中的碳百分数为55-85％，氧为5-20％，和氯为10-40％，以及在材料内部层中的碳含量为30-65％，氧为2-6％，和氯为30-60％。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于经过化学处理并且将要经历热解的共聚物在热解之前、期间和之后的形态没有变化，尽管在热解的情况下尺寸减小至50％。

9.根据权利要求1和2所述的微孔碳材料的用途，所述用途为分离和解吸氮与C₁、C₂、C₃和C₄⁺烃的混合物，后者的吸附使用以下吸附条件：在20-45℃的温度范围和2-15kg/cm²的压力范围内；解吸条件是在135-250℃的温度范围内和在减压至大气压下。

10.根据权利要求1和2所述的微孔碳材料的用途，所述用途为在175℃以下的温度分离和解吸氮与二氧化碳和硫化氢的混合物。

11.根据权利要求1和2所述的微孔碳材料的用途，所述用途为通过使材料经受175℃以下的温度以使其解吸来保持二氧化碳和硫化氢。

12.根据权利要求9所述的根据权利要求1和2所述的微孔碳材料的用途，所述用途为分离诸如如天然气、伴生天然气和生物燃气的气流中的氮。