一种高效5A分子筛吸附剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高效5A分子筛吸附剂的制备方法。本发明专利技术在分子筛进行离子交换后，进一步浸渍含钙溶液，并通过沉淀剂将钙离子沉淀。由于在含钙溶液浸渍过程中，钙离子进入到分子筛孔道结构中，经过钙沉淀处理后钙离子可保留在分子筛孔道中；经过后续的干燥焙烧处理，可以使分子筛孔道中沉积的钙离子与分子筛母体中未交换的钠离子进一步交换。本发明专利技术方法能够大幅度提高分子筛的钙交换度，从而提高分子筛的吸附性能。子筛的吸附性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高效5A分子筛吸附剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于吸附分离
，具体涉及一种高效5A分子筛吸附剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]变压吸附技术在气体的分离提纯方面得到了广泛的应用。变压吸附技术的核心是高效吸附剂的开发。分子筛作为一种结构稳定的多孔材料，可用于多种气体的分离与提纯。在分子筛吸附剂的开发中，对吸附质气体的吸附量是其中一个重要指标，而5A分子筛的吸附量与其钙离子的交换度直接相关。在5A分子筛的制备过程中，通常采用钙离子溶液交换等方法来将4A分子筛交换为5A分子筛。然而，受到交换条件、交换时间、交换方法等的限制，离子交换过程不仅存在高耗能、高污染的问题，其对分子筛钙离子的交换度也不能很好地满足要求。
[0003]中国专利CN103933932A公开了一种5A分子筛吸附剂及其制备方法，通过将含有4A分子筛与粘结剂源的粉料进行滚球成型得到小球，将小球进行干燥、焙烧得到基质小球；将所述基质小球预湿、转晶，最后进行钙交换得到5A分子筛小球。该专利技术的钙交换过程通过氯化钙溶液进行，钙的交换度受到溶液传质的限制，使得产品吸附剂的钙交换度不高，吸附性能不好。
[0004]中国专利CN1962047A公开了一种高吸附量分子筛吸附剂的制备方法，通过将4A分子筛与含钙化合物氧化钙、氢氧化钙或钙盐混合均匀，以高岭土为粘结剂，挤压成型，经焙烧、碱处理、氯化钙溶液交换、活化等步骤而制得分子筛吸附剂。该方法制备过程中加入的固相含钙物质，在成型条件下与4A分子筛的钠离子交换中心无法有效结合，导致钙交换度也无法明显提高，影响产品吸附剂的吸附性能。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的缺点和不足，本专利技术提供了一种高效5A分子筛吸附剂及其制备方法。
[0006]本专利技术的一种高效5A分子筛吸附剂及其制备方法，包括以下内容：（1）将4A分子筛原料与粘结剂进行混合成型；（2）将步骤（1）所得成型吸附剂进行转晶及离子交换后处理；（3）将步骤（2）所得吸附剂浸渍含钙溶液；（4）对步骤（3）中所得吸附剂进行钙沉淀处理；（5）对步骤（4）中所得吸附剂进行干燥焙烧处理。
[0007]进一步的，步骤（1）中的所述4A分子筛的平均粒径为1~10μm，优选2~8μm。
[0008]步骤（1）中的所述粘结剂选自高岭土、膨润土、凹凸棒土中的至少一种，优选高岭土。所述粘结剂的目数为50~1000目，优选150~800目。
[0009]进一步的，步骤（1）中所述分子筛和粘结剂的重量比为1~50:1，优选2~45:1。混合
成型过程包括分子筛原粉与粘结剂的混合、捏合、成型等过程。所制备型体吸附剂包括条形、球形及异形吸附剂。吸附剂直径为0.25~6.5mm，优选0.5~5mm。
[0010]步骤（2）中所述转晶的过程为：首先将成型吸附剂在高温下进行焙烧，焙烧温度为300-850℃，优选400-800℃，焙烧时间1-7h，优选2-6h。随后将吸附剂中间体置于NaOH溶液中进行转晶处理。所述NaOH溶液溶度为0.1~8mol/L，优选0.25~6mol/L；转晶温度为35~110℃，优选40~100℃；转晶时间为2~15h，优选4~11h。
[0011]步骤（2）中所述离子交换过程为：将转晶后吸附剂置于CaCl2溶液中进行离子交换。所述CaCl2溶液溶度为0.2~10mol/L，优选0.5~9mol/L；离子交换温度为40~120℃，优选45~110℃；离子交换时间为1.5~15h，优选3~13h。
[0012]步骤（2）中所述离子交换过程结束后，对分子筛进行干燥及焙烧处理。干燥温度为40~150℃，优选50~130℃，干燥时间为2~20h，优选5~15h；焙烧温度为200~850℃，优选250~800℃，焙烧时间为0.5~15h，优选1~10h。
[0013]步骤（3）中所述含钙溶液选自氯化钙溶液、硝酸钙溶液、硫酸钙溶液中的一种，优选氯化钙溶液。
[0014]进一步的，步骤（3）中加入分子筛中的钙离子的量为分子筛质量的0.5~30%，优选1~25%；浸渍时间为0.4-7h，优选1-6h。
[0015]步骤（4）中所述的钙沉淀通过浸渍沉淀剂实现。沉淀剂选自碳酸钠溶液、碳酸铵溶液、碳酸钾溶液、碳酸镁溶液中的一种，优选碳酸铵溶液。
[0016]进一步的，步骤（4）中加入分子筛中沉淀剂的量为步骤（3）中加入分子筛内钙离子量的80%-200%，优选90%-170%；浸渍时间0.2-8h，优选0.5-6h。
[0017]步骤（5）中所述干燥的温度为50~140℃，优选60~120℃，干燥时间为1~15h，优选2~10h；所述焙烧的温度为300~900℃，优选350~800℃，焙烧时间为2.5~20h，优选3~17h。焙烧后用去离子水对分子筛进行水洗，洗涤水用量为5-50g水/g分子筛，优选10-40g水/g分子筛。洗涤后进行焙烧处理，焙烧温度为200-450℃，优选240-400℃。
[0018]与传统分子筛相比，本专利技术在分子筛离子交换后，进一步浸渍含钙溶液，并通过沉淀剂将钙离子沉淀。由于在含钙溶液浸渍过程中，溶液中的钙离子可进入分子筛的孔道结构中，沉淀剂沉淀后钙离子可保留在分子筛孔道中。经过后续进一步干燥焙烧处理，可以使分子筛孔道中沉积的钙离子与分子筛母体中未交换的钠离子进一步交换，从而大幅度提高分子筛的钙交换度，提高分子筛的吸附性能。
[0019]与现有技术相比较，本专利技术方法的有益效果在于：通过在分子筛孔道中浸渍含钙溶液，并经沉淀剂沉淀后将钙离子保留在分子筛孔道中。经过进一步焙烧处理后，可在高温下将分子筛中的钠离子交换为钙离子。所制得的分子筛吸附剂钙交换度高，吸附性能好。
具体实施方式
[0020]下面结合实施例对本专利技术做进一步的具体描述，但本专利技术并不限于下述实施例，在不脱离本
技术实现思路
和范围内，变化实施都应包含在本专利技术的技术范围内。
[0021]实施例1将1500g4A分子筛、500g高岭土混合均匀后加入到捏合机中，并逐步喷入500g去离子水
进行捏合。捏合后通过挤条机挤条得到粒径为2mm的条形吸附剂。将吸附剂与500℃下焙烧3h后，将所得吸附剂置于5mol/L NaOH溶液中进行转晶处理，转晶温度为85℃，转晶时间为6h。将转晶后的吸附剂置于7mol/L的CaCl2溶液中进行离子交换，离子交换温度为110℃，离子交换时间为10h。离子交换后吸附剂在80℃下干燥13h，并在450℃下焙烧9h。在得到的分子筛吸附剂中加入以钙离子计占分子筛质量5%的的氯化钙溶液浸渍5h，随后在其中加入钙离子质量110%的碳酸铵沉淀剂浸渍4.5h。将沉淀剂处理后的分子筛吸附剂在90℃下干燥9h，并在400℃下焙烧15h。用15g水/g分子筛的去离子水对分子筛进行洗涤，并在250℃下焙烧，从而得到吸附剂产品。
[0022]比较例1将1500g4A分子筛、500g高岭土混合均匀后加入到捏合机中，并逐步喷入500g去离子水进行捏合。捏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效5A分子筛吸附剂的制备方法，包括以下内容：（1）将4A分子筛原料与粘结剂进行混合成型；（2）将步骤（1）所得成型吸附剂进行转晶及离子交换后处理；（3）将步骤（2）所得吸附剂浸渍含钙溶液；（4）对步骤（3）中所得吸附剂进行钙沉淀处理；（5）对步骤（4）中所得吸附剂进行干燥、焙烧处理。2.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述4A分子筛的平均粒径为1~10μm，优选2~8μm。3.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述粘结剂的选自高岭土、膨润土、凹凸棒土中的至少一种，优选高岭土。4.按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂的目数为50~1000目。5.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述分子筛和粘结剂的重量比为1~50:1。6.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，骤（1）中所述所制备型体吸附剂包括条形、球形及异形吸附剂，吸附剂直径为0.25~6.5mm。7.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述转晶的过程为：首先将成型吸附剂在高温下进行焙烧，随后将吸附剂中间体置于NaOH溶液中进行转晶处理。8.按照权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述NaOH溶液溶度...

【专利技术属性】
技术研发人员：张延鹏，张胜中，张英，王红涛，范得权，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：