[其他]用亞銅離子交換的沸石選擇吸附和回收有機氣體

無效

• 申請號: 85101183
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN1003911B
• 公開（公告）日: 1989-04-19
• 發明（設計）人: 格雷姆·基思·皮爾斯
• 申請（專利權）人: BP化學有限公司
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 吳大建;羅宏

本發明涉及一種通過型亞銅八面沸石從氣體混合物中選擇吸附和回收帶不飽和鍵的有機氣體的方法。這種方法特別適用于通過硅鋁摩爾比為１．５到３．０的沸石吸附如一氧化碳和乙烯這樣的氣體。

本發明涉及一種從氣體混合物中選擇吸附和回收帶不飽和鍵的有機氣體，如烯烴，或一氧化碳的方法。

已經知道幾種從氣體混合物中分離一氧化碳和烯烴的方法。這些方法包括：低溫蒸餾，液體吸收，膜分離以及所謂的“變壓吸附”，即吸附在壓力高于吸附劑再生壓力的條件下進行。對于從含有氮氣或甲烷類分子大小相近的組分的氣體混合物中分離一氧化碳和烯烴而言，上述方法中低溫蒸餾和液體吸收更為常用。但這兩種方法都有投資和運轉費用高等缺點，例如液體吸收法有溶劑損失的缺點，而且需要復雜的溶劑配制和回收系統。

最近，對能通過化學吸附從氣體混合物中選擇吸附一氧化碳的分子篩進行了研究，下列專利描述了這些分子篩吸附法：NL-A-6702393，SU-842461，US-4019879和US-4034065。在這些專利中，兩件美國專利采用高硅沸石，這些沸石對一氧化碳有相當高的選擇能力。但這類沸石只有中等一氧化碳吸附容量，并且需要在非常低的壓力（高真空）下回收被吸附的氣體及再生這類沸石。

另一有關用沸石吸附氣體的文章刊登在“催化雜志”第30卷，第187-194頁（1973）（“Jo＊nal of Catalyais”）Vol.30，PP187-194，（1973）上由黃，Y.Y.所寫的一篇論文，這篇論文討論了Y型亞銅離子交換沸石體系對幾種純氣體如一氧化碳的吸附容量，所用的這類沸石有很好的一氧化碳吸附容量，但據說在室溫下需要在非常低的壓力下來回收被吸附的一氧化碳及再生沸石。

黃和梅英維林在J.C.S.Chem.510，PP584-585.1974。這篇論文中還討論了純乙烯在Y型亞銅沸石上的吸附，也提到生成很強的絡合物。

這些現象應歸因于黃所用的沸石對于一氧化碳和烯烴的很高的結合能。從前面一篇黃所寫的論文中，圖1所示的等溫線可以看出，因為對一氧化碳的吸附很強，由此可以預料在室溫下變壓范圍為1巴（絕對壓力）到10毫巴（絕對壓力）的系統中，一氧化碳的回收率低。

因此黃所用的沸石體系對一氧化碳的吸附力太強，不能作為室溫下工業上有潛力的變壓吸附回收工藝的基礎。

所以，本發明提出了一種從氣體混合物中選擇吸附和隨后回收帶不飽和鍵的有機氣體的方法，此法是讓氣體混合物通過與亞銅離子進行過離子交換的沸石，其特征在于，這種沸石具有八面型結構且硅鋁原子比為1.2-3。

所謂“帶不飽和鍵的有機氣體”是指其分子結構上有將碳原子和另一原子相連的一個雙鍵或多價共價鍵的氣體，這類氣體包括，一氧化碳，烯烴或炔烴等。本發明的方法特別適用于從氣體混合物中分離一氧化碳或烯烴，如乙烯。

八面沸石在普通教科書中已有介紹，其中包括布雷克著，約懷利父子有限公司1974年出版的“沸石分子篩，結構，化學性質和用途”第92-93頁，和古爾德編輯，美國化學學會1971年出版的化學進展從書101中的“分子篩沸石-1”第171頁以后，這些沸石可歸人具有八面型結構的一類沸石，其結構特點用它們的X射線衍射圖表示，這些沸石已在梅伊爾和奧爾森，D.H.著，名為“沸石結構類型圖集”一書第37頁中列出，這本書是國際沸石協會結構委員會1978年出版，美國賓夕法尼亞州匹茲堡市綜合圖書服務公司發行的。

所用的具有八面型結構的沸石有硅鋁原子比為1.2-3的X型沸石和Y型沸石，硅鋁原子比為1.5-3，特別是2-3的沸石，如Y型沸石更好。

所用的沸石可以通過任何傳統的工藝與銅離子進行離子交換，例如，NaY沸石可先用硝酸銅溶液處理。完成離子交換，接著清洗，干燥，然后同硅膠一起成粒后再進行干燥。讓一氧化碳在高溫下通過這種干燥的粒狀銅沸石，銅沸石就還原成亞銅離子交換沸石，這樣獲得的硅鋁原子比為1.5-3的亞銅沸石（以下稱“Cu（I）Y”）用于從混合氣體中選擇吸附一氧化碳。