CN105251442A - 一种高效乙烯乙烷分离吸附剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效乙烯乙烷分离吸附剂，包括载体、活性组分和助剂，其中所述活性组分为氯化亚铜，负载量为40-60%，所述助剂为稀土元素氧化物，负载量为1-10%。本发明还公开了该分离吸附剂的制备方法及应用。本发明提供的分离吸附剂对乙烯具有较高的吸附量和乙烯/乙烷分离性能，而且制备工艺简单、价格低廉、吸附选择性高、稳定性好，具有广阔的工业应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种分离吸附剂，特别涉及一种乙烯/乙烷分离吸附剂。本发明还涉及该分离吸附剂的制备方法及应用。
背景技术
目前，国内外从混合气体中提取乙烯主要技术有深冷分离法、吸收分离法和吸附分离法。
深冷分离法又称为低温精馏法，是一种成熟的工业技术。该方法是一种低温分离工艺，利用原料中各组分相对挥发度的差异，在低温下用精馏法将其中的各类烃依照其挥发温度的不同逐一进行分离。混合气乙烯/乙烷相对挥发度差异很小，造成该方法装置能耗高，装置投资大、操作复杂。因此开发更加节能环保的生产工艺成为摆在世界各国面前的难题。
吸附分离法是借助气体混合物中各气体组分在固体吸附剂上的吸附强弱差异而实现分离的一种方法。该方法因其能耗低、净化度高、设备简单、易于自动化操作等优点而得到广泛应用。CN200910113615.4提供了一种乙烯吸附剂及其制备方法，该吸附剂是对果蔬贮运过程产生的乙烯进行吸附的保鲜剂，其以高锰酸钾和酸性膨润土作为乙烯吸附剂的主体、并与无机盐类按一定比例均匀混合后用无纺布或透气薄膜封装制备出的一种高吸附性乙烯吸收剂。吸收率高、廉价、吸附时间长，但是制备过程繁琐，对混合气体乙烯/乙烷无分离作用，不适合工业操作。CN201210563820.2公开了一种用于烯烃/烷烃分离的吸附剂及其制备方法和在烯烃/烷烃分离中的应用。其中的该吸附剂以多孔炭作为吸附剂载体，氯化亚铜作为活性组分，由氯化亚铜与多孔炭充分研磨后，在惰性气氛下热处理制得。但是氯化亚铜在空气中极不稳定，要求隔绝空气储存，条件苛刻，且研磨混合的氯化亚铜分散性不均匀，更不适合大规模生产，所以该方法难以工业应用。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种高效乙烯乙烷分离吸附剂，其可有效分离乙烯/乙烷。
本发明的目的之二是提供上述分离吸附剂的制备方法。
本发明的目的之三是提供上述分离吸附剂的应用。
本发明的第一个目的通过以下技术方案来实现：一种高效乙烯乙烷分离吸附剂，包括载体、活性组分和助剂，其中所述活性组分为氯化亚铜，负载量为40-60%，所述助剂为稀土元素氧化物，负载量为1-10%。
所述稀土元素氧化物为CeO2或Y2O3。
所述的载体为椰壳活性炭、煤质活性炭、木质活性炭、硅藻土或分子筛等。
本发明的第二个目的是通过以下技术方案来实现的：上述乙烯乙烷分离吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)取10g载体烘干，备用；
(2)分别称取4-6g的活性组分前驱体氯化铜和0.25-2.5g稀土元素氧化物前驱体，溶解于去离子水中制成均匀溶液，采用等体积浸渍法分别将氯化铜和稀土元素氧化物前驱体负载在载体上，室温浸渍5-7h后，100-130oC干燥10-14h，将烘干后半成品在氮气气氛下300-400oC焙烧3-5小时，得到乙烯乙烷分离吸附剂。所述稀土元素氧化物前驱体为稀土元素硝酸盐。
本发明的目的之三是提供上述分离吸附剂的应用，具体是，该分离吸附剂在乙烯/乙烷中的分离中的应用。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1.本发明提供的分离吸附剂对乙烯具有较高的吸附量，因此具有较高的乙烯/乙烷分离性能。
2.本发明提供的分离吸附剂制备工艺简单、价格低廉、吸附选择性高、稳定性好，具有广阔的工业应用前景。
具体实施方式
下面结合一些具体实施方式对本发明作进一步的详细阐述，但不应该理解为本发明的主题的范围仅限于下述实施例。
实施例1
(1)称取10g椰壳活性炭110℃烘干备用。
(2)分别称取4gCuCl2和0.25gCe(NO3)3·6H2O固体一并溶解于30ml去离子水中，制成均匀溶液。
(3)采用等体积浸渍法将上述溶液不断滴加到椰壳活性炭上，直到椰壳活性炭表面完全湿润。室温浸渍6h后再120oC干燥12h，重复以上步骤直至所有溶液浸渍完成，获得半成品。
(4)将上述半成品烘干后在氮气气氛下350oC焙烧4小时，得到乙烯/乙烷分离吸附剂1。
实施例2
(1)称取10g木质活性炭110℃烘干备用。
(2)分别称取5gCuCl2和0.75gY(NO3)3·6H2O固体一并溶解于30ml去离子水中，制成均匀溶液。
(3)采用等体积浸渍法将上述溶液不断滴加到木质活性炭上，直到木质活性炭表面完全湿润。室温浸渍6h后再120oC干燥12h，重复以上步骤直至所有溶液浸渍完成，获得半成品。
(4)将上述半成品烘干后在氮气气氛下350oC焙烧4小时，得到乙烯/乙烷分离吸附剂2。
实施例3
(1)称取10g煤质活性炭110℃烘干备用。
(2)分别称取5gCuCl2和1.25gCe(NO3)3·6H2O固体一并溶解于30ml去离子水中，制成均匀溶液。
(3)采用等体积浸渍法将上述溶液不断滴加到煤质活性炭上，直到煤质活性炭表面完全湿润。室温浸渍6h后再120oC干燥12h，重复以上步骤直至所有溶液浸渍完成，获得半成品。
(4)将上述半成品烘干后在氮气气氛下350oC焙烧4小时，得到乙烯/乙烷分离吸附剂3。
实施例4
(1)称取10g硅藻土110℃烘干备用。
(2)分别称取6gCuCl2和1.75gCe(NO3)3·6H2O固体一并溶解于30ml去离子水中，制成均匀溶液。
(3)采用等体积浸渍法将上述溶液不断滴加到硅藻土上，直到硅藻土表面完全湿润。室温浸渍6h后再120oC干燥12h，重复以上步骤直至所有溶液浸渍完成，获得半成品。
(4)将上述半成品烘干后在氮气气氛下350oC焙烧4小时，得到乙烯/乙烷分离吸附剂4。
实施例5
(1)称取10g5A分子筛110℃烘干备用。
(2)分别称取4gCuCl2和2.5gCe(NO3)3·6H2O固体一并溶解于30ml去离子水中，制成均匀溶液。
(3)采用等体积浸渍法将上述溶液不断滴加到5A分子筛上，直到5A分子筛表面完全湿润。室温浸渍6h后再120oC干燥12h，重复以上步骤直至所有溶液浸渍完成，获得半成品。
(4)将上述半成品烘干后在氮气气氛下350oC焙烧4小时，得到乙烯/乙烷分离吸附剂5。
将上述制得的吸附剂在静态容积法吸附仪上，保持吸附槽50℃恒温测量其在0.7MPa压力范围内对乙烯和乙烷的吸附等温线及静态分离比，结果如下表一所示。
以上实施例只是用于对本发明的内容进行阐述，而不是限制，因此在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。
Claims (5)
1.一种高效乙烯乙烷分离吸附剂，包括载体、活性组分和助剂，其特征是，其中所述活性组分为氯化亚铜，负载量为40-60%，所述助剂为稀土元素氧化物，负载量为1-10%。
2.根据权利要求1所述的高效乙烯乙烷分离吸附剂，其特征是，所述稀土元素氧化物为CeO2或Y2O3。
3.根据权利要求1所述的高效乙烯乙烷分离吸附剂，其特征是，所述的载体为椰壳活性炭、煤质活性炭、木质活性炭、硅藻土或分子筛。
4.权利要求1-3任一项所述乙烯乙烷分离吸附剂的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)取10g载体烘干，备用；
(2)分别称取4-6g的活性组分前驱体和0.25g-2.50g稀土元素氧化物前驱体，溶解于去离子水中制成均匀溶液，采用等体积浸渍法分别将氯化铜和稀土元素氧化物前驱体负载在载体上，室温浸渍5-7h后，100-130oC干燥10-14h，将烘干后的半成品在氮气气氛下300-400oC焙烧3-5小时，得到乙烯乙烷分离吸附剂。
5.权利要求1-3任一项所述乙烯乙烷分离吸附剂在乙烯/乙烷中的分离中的应用。
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Application publication date: 20160120 |