CN1050403A - 变压吸附法分离一氧化碳及乙烯的吸附剂 - Google Patents
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Abstract
变压吸附法分离一氧化碳和乙烯的吸附剂，属于
净化和分离领域。将氯化铜水溶液真空浸渍于比表
面中等特定孔结构活性炭载体上，加热脱水、冷却而
制成。
该吸附剂一氧化碳平衡吸附量中等(0.4-1.6)毫
摩尔/克，但常温下易于脱附，0.09MPa真空下吸附
量为0.4-0.7毫摩尔/克，氢、氮、甲烷平衡吸附量
≤0.2毫摩尔/克。吸附系数(CO/CO2)＞2.4，
(C2H4/CH4)＞5，(C2H6/CH4)＞5，吸附气体经加
热或减压即可脱附。
Description
本发明提供一种从转炉气、高炉气、水煤气等富含一氧化碳的气源中，提取纯一氧化碳的固体吸附剂。
该吸附剂主要应用于常温-真空-变压吸附（psa）分离，提纯或富集一氧化碳、乙烯等不饱和烃，净化饱和烃，还可以作色谱分离担体。本发明的目的在于提出一条经济的制备方法以及应用领域。
中国专利CN 86 102838、CN 106219提出一氧化碳固体吸附剂制备方法，其特征为多采用一价铜盐，或高比表面载体，使用还原介质、或采用较高的温度（＞300℃）。
本发明制备特征在于：采用二价铜盐、水为溶剂;比表面不高;不采用还原介质，还原温度较低（＜300℃）。
为满足变压吸附常温工业分离的要求，本发明选用特定孔结构国产活性炭载体。比表面300-900米2/克，细孔最可几半径2-10nm，中孔、大孔孔容0.1-0.8毫升/克。
本发明吸附剂可按如下步骤进行制备：
①.载体脱水
在150-300℃温度下通氮或氩惰性气体或减压干燥，
②.真空浸渍
采用工业纯氯化铜浸渍液，或者混以氯化铁、氯化镁等盐，载带量为1-10毫摩尔/克。将上述浸液引入已被抽空的载体中，（真空度0.05～0.095MPa），搅拌均匀。
③.脱水还原
在150-300℃温度下通氮等惰性气体脱水或者减压干燥。与此同时，进行了还原。在惰性气体保护下降至室温，制得特种固体吸附剂。
④.使用赋活
在开车前，需经150-300℃通氮活化。
本发明吸附剂可按如下方法进行检测。
测定各纯气体的平衡吸附数据及系数，从而判定吸附选择性;测定混合气组份的热导色谱分离性能判定实际动态分离性能。
本发明吸附剂，一氧化碳平衡吸附量中等（0.4～1.6毫摩尔/克），但在0.09MPa工业真空度条件下，可抽出量较大（0.4～0.7毫摩尔/克），常温、常压下两种气体平衡吸附量之比，即吸附系数（一氧化碳/二氧化碳）＞2.4，氢、氮、甲烷平衡吸附量≤0.2毫摩尔/克，从而可用变压吸附分离方法提取纯一氧化碳。
本发明吸附剂吸附系数（乙烷/甲烷）＞5，可从天然气中净化乙烷。吸附系数（乙烯/甲烷）＞5，可从含乙烯气源中浓缩或分离乙烯。
本发明吸附剂在120℃通氮活化后可作色谱分离担体。
制备方法和分离应用的实例及比较例如下所述。
实施例（1）
取特定孔结构活性炭载体10克，浸渍液氯化铜（CuCl2.2H2O）2.6克、水15ml，采用真空浸渍方式，一氧化碳平衡吸附量0.59毫摩尔/克。
比较例（1）
条件均同于实施例（1），但浸渍在空气中进行。一氧化碳平衡吸附量为0.39毫摩尔/克。
实施例（2）
特种孔径活性炭载体，比表面828米2/克，最可几细孔半径2～10nm。制备条件同实施例（1）。一氧化碳平衡吸附量0.89毫摩尔/克，二氧化碳吸附量0.37毫摩尔/克，吸附系数（CO/CO2）＝2.4。
比较例（2）
吸附型活性炭载体，比表面825米2/克，最可几半径＜2nm，制备条件同实施例（1）。一氧化碳平衡吸附量0.54毫摩尔/克，二氧化碳吸附量0.87毫摩尔/克，吸附系数（CO/CO2）＝0.62。
实施例（3）
实施例（2）特种活性炭载体9.433克，浸渍盐氯化铜6克，水24毫升，真空方式浸渍，250℃通氮干燥，冷却后测试。一氧化碳平衡吸附量1.04毫摩尔/克。
比较例（3）
同实施例（3），浸渍后先通氮250℃干燥，再通氢还原1小时，冷却后测试。一氧化碳平衡吸附量为1.01毫摩尔/克。
按上述实例（1-3）和比较例（1-3）结果，优选如下制备条件进行实施例（4）。
实施例（4）
采用特种孔结构载体12.845克，氯化铜7.7克，水19毫升，真空浸渍后通氮干燥2小时，减压干燥2小时，然后通氮冷却。测得一氧化碳平衡吸附量1.51毫摩尔/克。在0.09MPa真空解吸条件下测得一氧化碳有效吸附量0.69毫摩尔/克，二氧化碳平衡吸附量0.46毫摩尔/克，吸附系数（CO/CO2）＝3.4（＞2.4），甲烷平衡吸附量0.2毫摩尔/克，氮平衡吸附量0.04毫摩尔/克，氢平衡吸附量0.01毫摩尔/克。
实施例（5）
实施例（4）载体446.7克，三批，制备条件同实施例（4），测得一氧化碳平衡吸附量分别为1.34毫摩尔/克，1.37毫摩尔/克，1.44毫摩尔/克。0.09MPa真空下一氧化碳吸附量0.67毫摩尔/克，二氧化碳平衡吸附量0.45毫摩尔/克，小样（例4）和批量（例5）制备结果重复。
实施例（6）
一种特种活性炭载体14.6克，比表面587米2/克，最可几孔半径大于2nm，工业纯氯化铜8.8克，氯化铁（Fe.Cl2）1.5克，水22毫升，真空浸渍，通氮200℃1.5小时后冷却。
测得一氧化碳平衡吸附量1.29毫摩尔/克，0.09MPa真空下一氧化碳有效吸附量0.62毫摩尔/克，二氧化碳平衡吸附量0.29毫摩尔/克，吸附系数（CO/CO2）＝4.4。
实施例（7）
实施例（6）载体13.38克，工业纯氯化铜8克，氯化镁2.7克，水20毫升，真空浸渍，通氮200℃1.5小时，冷却至室温。
测得一氧化碳平衡吸附量1.24毫摩尔/克，有效吸附量0.67毫摩尔/克，二氧化碳平衡吸附量0.22毫摩尔/克，吸附系数（CO/CO2）＝5.7。
实施例（8）
铜吸附剂担体40-80目，色谱柱3毫米/2米，活化温度为120℃通氮脱水，柱温100℃，载气为氢，50毫升/分，电流150毫安。
样品气组份：氧+氮5%，甲烷5%，二氧化碳5%，一氧化碳5%，其余为氢。
色谱保留时间：氧+氮28秒，甲烷41秒，二氧化碳1分7秒，一氧化碳2分32秒。
图（1）为O2+N2-CH4-CO2-CO的色谱分离图谱。
实施例（9）
吸附剂担体40-80目，条件同实施例（8）。
样品气组份：甲烷5%，乙烷5%，乙烯5%，其余为氢。
保留时间：甲烷38秒，乙烷2分55秒，乙烯5分55秒。
图（2）是CH4-C2H6-C2H4的色谱分离图谱。
实施例（10）
实施例（6）吸附剂。甲烷吸附量0.09毫摩尔/克，乙烷吸附量0.59毫摩尔/克，吸附系数（C2H6/CH4）＝6.47（＞5）乙烷在加热或减压下解吸。
实施例（11）
实施例（2）吸附剂。甲烷平衡吸附量0.02毫摩尔/克，乙烯平衡吸附量1.25毫摩尔/克，吸附系数（C2H4/CH4）＝6.2（＞5）乙烯在加热或减压下解吸。
Claims (7)
1、一种吸附分离一氧化碳用的吸附剂，其特征在于，以氯化铜为主的原料制成，载体为比表面不高的特定孔结构的活性炭。
2、按权利要求1的吸附剂，其特征是氯化铜中还可以混以Ⅱ价氯化铁、氯化镁等金属盐。
3、按权利要求1的吸附剂，其特征在于，载体活性炭具有如下孔结构：比表面300-900m2/克，细孔最可几半径2-10nm，中、大孔孔容为0.1-0.8毫升/克。
4、按权利要求1的吸附剂，其制备特征在于，采用真空浸渍方法，真空度为0.05-0.095MPa。
5、按权利要求1的吸附剂，浸渍后只需在150-300℃温度下干燥（还原），就能制得一氧化碳吸附，解吸性能好的吸附剂。
6、按权利要求1-5的吸附剂，其应用特征在于，在室温下有较好的一氧化碳解吸性能，真空0.09MPa下吸附系数（一氧化碳/二氧化碳）＞2.4。（乙烯/甲烷）＞5，（乙烷/甲烷）＞5，吸附气体经加热或减压即可脱附，可以从混合气中分离一氧化碳或乙烯，可以从天然气中净化乙烷，作为变压吸附特用吸附剂。
7、按权利要求1-5的吸附剂，其应用特征是可以作为气体色谱分离的担体。对氧+氮-甲烷-二氧化碳-一氧化碳混合气和甲烷-乙烷-乙烯混合气进行分离。柱温100℃，活化温度120℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 89104109 CN1050403A (zh) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 变压吸附法分离一氧化碳及乙烯的吸附剂 |
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-
1989
- 1989-09-19 CN CN 89104109 patent/CN1050403A/zh active Pending
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