一种多功能脱氧剂及其制备和应用
【技术领域】
[0001] 该项目属于新材料新技术领域，本发明提供了一种新型的气体净化材料，具体为 一种多功能脱氧剂及其制备方法和应用。是专为石油化工生产中的原料气（己帰、丙帰 等）、辅助气体（氮气、氨气等）的净化；金属热处理工艺中的保护气体（氮气、氨气和氮氨 混合气体）的净化W及高纯、超纯、超高纯气体的净化而研究开发的多功能脱氧吸附剂，可 W在一个净化其中，同时脱除氧气、水和二氧化碳。
【背景技术】
[0002] 本项目为材料领域的节能降耗项目，具有国际先进水平。该项目发明的多功能脱 氧剂新材料，使工业生产过程中净化工艺的脱氧、脱水和脱二氧化碳只需要使用一种净化 材料即可。改变了W往需要使用脱氧剂和吸附剂（分子筛）两种净化材料的净化工艺，不 仅节约了设备投资，更节约了生产能源和材料，降低了生产的成本和消耗。
[0003] 在工业生产的过程中，很多的生产原材料（如；己帰、丙帰、合成气等）和辅助材 料（如；氮气、氨气、氮气、氮气、甲焼等）都需要进行净化处理后才能进入到生产工艺过程 中，净化过程主要是脱除其中的氧、水、二氧化碳等。传统的净化工艺为；W聚己帰生产过程 中的己帰净化为例，首先，己帰气体经过脱氧培（脱氧培中填装脱氧剂），将其中的微量氧 脱除，再经过脱水培（脱水培中填装3A、4A、5A分子筛），将己帰中的水脱除，然后通过填装 13X分子筛的脱二氧化碳培，将二氧化碳脱除。经过送些净化工艺后，己帰气体才会进入到 聚合工艺。送样的净化流程不仅需要大量的设备投资，采用H种净化材料，使用H个净化设 备，占用装置面积，延长生产流程，增加设备投资，更重要的是，在生产运行过程中，需要用 H倍的能源（电力或蒸汽）和H倍的氮气来再生送些净化材料，使他们回复再净化的能力。 我们知道工业化生产是一个连续的过程，只要生产不停止，送些过程就会发生，能源和资源 的浪费就会继续。
[0004]同样，在大型钢厂钢板社制后，为了消除钢板的内应力，需要经过热处理。为了防 止热处理过程中产生氧化现象，整个处理过程在高纯氮气和高纯氨气的保护下进行的，为 了保证热处理的质量，在送些保护气体进入到热处理过程之前，一定要进行净化处理，将氮 气和氨气（或氮氨混合气）中的氧、水和二氧化碳深度净化脱除，然后进入到热处理生产过 程。本发明的多功能脱氧吸附剂，可W实现利用一个净化装置，一种净化材料（本发明的多 功能脱氧吸附剂）同时脱除氧、水和二氧化碳的功能。
[0005]《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》提出了 "十一五"期间单位国内生 产总值能耗降低20%左右，从源头减少废物的产生，实现由末端治理向预防和生产全过程 控制转变，促进企业能源消费、工业固体废弃物、包装废弃物的减量化与资源化利用，提高 资源利用效率。减少资源浪费，提高产业的整体附加经济价值。
[0006] 本发明实现了只用一种净化材料，在一个净化培（装置）中同时脱除H种杂质的 作用，降低了生产成本和原料、能源的消耗。
【发明内容】
[0007] 本发明涉及一种多功能脱氧剂及其制备方法，是由合适的金属碳酸盐，与适量的 活性促进剂和适量的结构支撑单体组成，在生产多功能脱氧剂的过程中，使用热分解（赔 烧）的方法，使金属碳酸盐分解形成金属氧化物的脱氧剂的活性组分，同时释放出二氧化 碳气体，送样在多功能脱氧剂中形成大量的二氧化碳分子尺寸的均匀的吸附孔径。送种孔 径可大量、深度地吸附水和二氧化碳。因此，送种脱氧吸附剂，在脱氧的同时，亦可脱除水和 二氧化碳，并且在脱氧剂活化再生的同时，解析出所吸附的水和二氧化碳，使其恢复脱氧、 脱水和脱除二氧化碳的能力，使之可W反复使用，从而解决了W往脱氧、脱水和脱除二氧化 碳过程中，需要使用脱氧剂和吸附剂两种净化材料的问题。具体的方法如下：
[0008] -种多功能脱氧剂，按重量百分比计，包括的组分为金属碳酸盐30%~90%、活 性促进剂1%~20%、结构支撑担体9 %~50 %。
[0009] 所述的金属碳酸盐为；碳酸儘、碳酸铜、碳酸媒、碳酸铁、碳酸锋、碳酸锡中的一种、 二种或H种W上；
[0010] 所述活性促进剂是碱±金属氧化物，所述碱±金属氧化物为；氧化巧、氧化镇、氧 化铅或氧化顿中的一种或二种W上；
[0011] 所述支撑担体为高铅水泥或水玻璃中的一种或二种。
[0012] 优选范围按重量百分比计，包括的组分为金属碳酸盐75%、活性促进剂5%、结构 支撑担体20%。
[0013] 具体制作步骤为：
[0014] (1)按所需比例将金属碳酸盐、活性促进剂、结构支撑担体充分混合均匀，即成为 多功能脱氧剂混合粉体；
[0015] (2)将步骤（1)中所述混合粉体成型；
[001引 做将步骤似得到的成型的脱氧吸附剂用蒸汽养生1~6小时或密闭放置养生 12~24小时，瞭干或在80~120°C下烘干；
[0017] (4)将脱氧吸附剂置入300~60(TC下赔烧2~10小时。经过高温分解后的多功 能脱氧剂，其大部分活性组分是金属氧化物。
[0018] 所述步骤（2)的成型过程为；将步骤（1)中所述混合粉体通过打片机、挤条机或糖 衣机加工成片状、柱形、球形或条形；
[0019] 所述蒸汽养生为用蒸汽柜、蒸饭车、消毒柜或蒸锅等工具养生，其湿度为定湿 IOCTC的饱和水蒸汽、温度为恒温IOOC。
[0020] 所述的多功能脱氧剂用于气体的净化过程，对待净化的气体进行气相中氧、水、二 氧化碳中的一种、二种或H种的脱除。
[0021] 采用固定床对待净化的气体进行气相脱氧、脱水、脱二氧化碳中的一种、二种或H 种时，待净化的气体原料通过所述多功能脱氧剂的床层进行气相脱氧、脱水、脱二氧化碳中 的一种、二种或H种，气相体积空速为；100~1000化1，床层温度为；-10~20(TC，压力为： SOOpa~20Mpa〇
[0022] 待净化的气体为含有1~500ppm氧、1~IOOppm水、1~50ppm二氧化碳中的一 种、二种或兰种的气体原料，气体原料为氮气、惰性气体、氨气、一氧化碳、含有1~5个碳原 子的焼姪或含有2~5个碳原子的帰姪中的一种或二种W上。
[0023] 所述的惰性气体为氮气或氮气，所述焼姪为甲焼、己垸或丙焼，所述帰姪为己帰或 丙帰。
[0024] 所述多功能脱氧剂用于气体的净化过程前需将所述多功能脱氧剂在还原性的气 氛下还原后；还原条件：体积空速；50-30化1，温度；130~350°C;
[00巧]所述多功能脱氧剂在进行气体净化过程后可在还原性的气氛下进行再生还原，还 原后能够恢复多功能脱氧剂脱除氧、水和二氧化碳的能力，再生还原条件为，再生体积空 速；50-300h1，再生温度；130 ~350°C;
[0026] 还原性的气氛为；直接使用氨气作为还原再生气体，或者还原性气体体积含量 1-20%的惰性气氛与还原性气体的混合气，混合气中惰性气氛的气体为氮气、氮气或氮气 中的一种或二种W上；还原性气体为氨气、一氧化碳、2-5碳原子的焼姪、帰姪或快姪中的 一种或二种W上；
[0027] 所述多功能脱氧剂在进行气体净化过程后可在没有还原性气氛下的惰性气氛中 再生，用于脱除气体中的水和二氧化碳，再生还原条件为，再生体积空速；50-30化1，再生温 度；130~35(TC;再生后的脱氧吸附剂剂可再次重复使用；惰性气氛的气体为氮气、氮气或 氮气中的一种或二种W上。所述的惰性气体为氮气、氮气或氮气，所述焼姪为甲焼、己垸或 丙焼，所述帰姪为己帰或丙帰。
[0028] W二元组分MnC化和化C化为例：
[0029]赔烧（300 ~600°C)
[0030] MnC〇3(CuC〇3) +1/2〇2= = = Mn〇2(CuO)巧C〇2个
[0031] 经过赔烧处理后所形成的Mn〇2和化0是脱氧活性剂的组分，并释放出10~ 24. 84%二氧化碳，同时在脱氧吸附剂的内部形成大量的二氧化碳分子的孔径，脱氧吸附剂 制备完成。
[0032] 脱氧吸附剂使用前在氨气气氛下活化再生生成脱氧的活性组分MnO和化，反应如 下：
[0033]加热（130 ~35(TC)
[0034] Mn〇2(CuO)巧& = = = = MnO (Cu)巧&0