[发明专利]一种高效CO吸附剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高效CO吸附剂及其制备方法，原料为二价铜化合物混合体与高比表面载体，且二价铜化合物混合体和高比表面的载体的重量比为0.1‑2，所述二价铜化合物混合体为氯化铜和碱式铜盐，且氯化铜和碱式铜盐摩尔比为1:2。本发明的吸附剂在室温时吸附剂与混合气接触，吸附后的吸附剂可以在80℃以上脱附或减压脱附，脱附后的吸附剂可以循环使用。并且一氧化碳收率和提纯浓度不会降低它对一氧化碳的吸附量一般可以达到45mL/g吸附剂以上，但是CO/CH₄的选择性会比一般的活性炭载体的好。该吸附剂遇水后加热即可去除，不影响性能，且氧化失活后可以再活化性能没有太大变化。生产或使用这种吸附剂能耗小、投资少、操作费用低、经济效益高。

技术领域

本发明涉及吸附剂领域，具体为一种高效CO吸附剂及其制备方法。

背景技术

高纯CO因其在合成羰基化学品中有着重要用途而被国内外市场广泛关注。且国内外CO资源丰富，煤、石油和天然气制得的合成气和工业尾气中含有大量的CO，如果对其分离提纯得到高纯CO，那么将产生巨大的经济价值。即可以顺便解决尾气处理CO的问题，也可以解决CO使工业催化剂中毒问题。

目前工业上已经实现的一氧化碳分离方法有深冷分离法、Cosorb法、膜分离法、变压（温）吸附法。深冷分离法设备复杂、能耗高、投资高、成本高，且分离CO和氮气很困难，且操作相当复杂。Cosorb法也存在投资大、能耗高和设备环境污染等问题，目前已基本被淘汰。目前膜分离CO方法尚未开发成功。变温（压）吸附由于对CO气体有较高的吸附容量和分离选择性，特别是变压吸附因其常温吸附分离使得热量消耗几乎为零，因此今年来成为国内外研究的重点。

众所周知变压吸附法关键在吸附剂。如何制取低成本高性能的吸附剂是变压吸附的关键，目前国内主流一氧化碳吸附剂的制备方法有中国专利86102838B北大谢有畅研发的CuCl单层分散法制取CuCl/Y吸附剂，已经用于工业生产。该方法最大的优点便是CO吸附容量和选择性优秀。还有南京工业大学和四川天一股份有限公司开发出的活性炭载铜一氧化碳吸附剂，该吸附剂用于变压吸附发分离CO时有效CO吸附容量可能比北大先锋的吸附剂好，但是CO/CH₄选择性要低一些。国外日本专利公布了一种氯化铜和甲酸铜按比例负载活性炭的方法，该吸附剂性能和第二种吸附剂差不多。但是活性炭做载体最大的坏处就是运输过程可能发生燃烧，且在大型吸附分离装置中预还原极易飞温导致吸附剂失活,分子筛做载体的吸附剂就不会出现上述情况。

一般制备CO吸附剂可以通过离子交换法或浸渍法把Cu+、Ag+、Cu2+等离子高度分散于沸石分子筛、活性炭等高比表面的物质上通过还原气体或者惰性气体形成CO固体络合吸附剂。通过机械混合法将铜的化合物负载在高比表面的载体上，再通过还原气体将高价铜还原为一价铜也可以制取CO固体吸附剂。利用单层热分散原理将CuCl负载到载体上，需要先将CuCl和载体机械混合后进300-400℃加热数小时制得。但是由于CuCl在空气中极易被氧化成高价铜，因此混合过程需要氮气保护，就这一点来说给吸附剂的制备带来了难度。将氯化亚铜溶于盐酸后也可负载在载体上，但是盐酸对设备腐蚀严重。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效CO吸附剂，原料为二价铜化合物混合体与高比表面载体，且二价铜化合物混合体和高比表面的载体的重量比为0.1-2，所述二价铜化合物混合体为氯化铜和碱式铜盐，且氯化铜和碱式铜盐摩尔比为1:2。

优选的，所述高效CO吸附剂常温常压下第二次吸附CO气体达到19.8mL/g吸附剂以上，第一次吸附CO达到47mL/g吸附剂以上，CO/CH₄可以达到13以上。

优选的，所述高比表面载体可以是A型、X型、Y型、ZSM型分子筛、丝光沸石或磷酸铝分子筛、活性炭。

优选的，所述ZSM型分子筛的阳离子可以是Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cu+、Cu2+、NH44.H、Al3+。