[发明专利]一种基于LiNaKLSX分子筛吸附剂的制备方法及应用

说明书

本发明一种基于LiNaKLSX分子筛吸附剂的制备方法及应用属于吸附剂的技术领域；解决的技术问题为合成并制备一种可用于PSA/VPSA空分制氧领域且具有较高的产氧量的分子筛吸附剂；采用的技术方案为：包括如下步骤：步骤一：制备锂钠钾型低硅X型分子筛LiNaKLSX分子筛，步骤二：将LiNaKLSX分子筛通过Li+交换成LiLSX分子筛，步骤三：制备的LiLSX分子筛粉末与粘土混合，加入助剂，通过成球机或挤条机成型，干燥，焙烧，即得分子筛吸附剂；本发明可有效降低制备成本，具有简单易行，便于工业生产的特点，所得吸附剂可用于PSA/VPSA制氧工艺中做为N₂和O₂的选择性吸附剂。

技术领域

本发明一种基于LiNaKLSX分子筛吸附剂的制备方法及应用属于吸附剂的技术领域。

背景技术

随着工业的发展，氧气在各行各业中的用量日益增大，传统的深冷法制氧气由于能耗大、开停车时间长、不适用于小规模产氧等缺点而逐渐被变压吸附法制氧工艺所取代。LiLSX分子筛作为变压吸附空分制氧吸附剂，具有氮气吸附容量大、氮氧分离系数高的优点。制备高效的氮氧分离吸附剂是变压制氧技术的关键。目前，制氧分子筛类型主要有A型和X型，其中Si／Al的摩尔比在1.0～1.1之间的低硅铝比(LSX)型分子筛具有规则且均匀的孔道，易与较大的阳离子交换。 CN105984881A公开了一种高效锂基制氧分子筛及其制备方法，CN105600803A本发明公开了一种基于煤系高岭土合成的LSX型沸石分子筛合成工艺，CN102874837A从高岭土直接合成低硅铝分子筛LSX的制备方法。CN101289197B本发明介绍了一种低硅X型分子筛原粉LSX的制备方法。上述制备过程中均存在需要加入晶种才能合成出较为纯净的低硅铝比X型分子筛的问题

而分子筛的吸附性能一般与所吸附的阳离子种类和数目密切相关。因此，可以通过阳离子交换制备改性沸石，进而提高分子筛的氮气吸附性能。特别是经过锂交换后的LiLSX分子筛，具备较高的N₂吸附容量和氮氧分离系数、富氧性能好的特性，成为研究的热点。常规制备LiLSX分子筛吸附剂的技术方法是用Li+交换NaLSX分子筛。研究表明，当Li+的交换度低于70%时，分子筛对N₂的吸附容量几乎没有变化，只有当Li+的交换度从70%增加到100%时，分子筛对N₂的吸附容量才呈线性增加。常用水溶液交换法 、熔盐交换法、蒸汽交换等方法制备LiLSX分子筛。然而，常用的交换法存在Li离子利用率较低、浪费大的问题制约了工业化的生产。而且，制备LiLSX分子筛对Li+需求量大，且随着锂离子电池的迅速发展以及锂的储量一直在减少，从2016年以来，锂的价格一直在上涨，造成LiLSX分子筛的生产成本相当高。CN101289196B介绍了一种LiLSX分子筛的制备方法，将LSX进行K+交换，然后再用N小时4+溶液多次置换，然后将N小时4LSX用LiO小时溶液进行Li+交换。专利CN 101766987A中公布了一种含锂改性低硅铝X型分子筛吸附剂的制备方法，提出了两次交换与两次焙烧交替进行的改性方法。虽然上述方法能够提高Li+的交换度和分子筛骨架的稳定性，但是这种方法显然使整个改性过程显得复杂，且能耗会增大，很明显这种复杂工艺很难在大规模的工业生产中实现。

在PSA/VPSA空分制氧领域，LiLSX分子筛备受青睐。本发明旨在合成和制备一种廉价的可用于气体分离的分子筛吸附剂。适合于各种场合的VSA,VPSA以及PSA变压吸附装置，从空气中进行氮氧分离，制取氧和富氧空气，以及小型制氧设备制取医疗用氧。具有氮气吸附容量高的特点。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种基于LiNaKLSX分子筛吸附剂的制备方法及应用，合成并制备一种可用于PSA/VPSA空分制氧领域且具有较高的产氧量的分子筛吸附剂。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于LiNaKLSX分子筛吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：制备锂钠钾型低硅X型分子筛LiNaKLSX分子筛；