专利名称：复合型酸性气体吸收剂的制备方法
技术领域：
本发明属于催化合成和分离领域，特别是一种复合型酸性气体吸收剂的制备方法。
背景技术：
复合型酸性气体吸收剂兼容了单一溶液的优良性能，在分离过程中可提供更高的传质推动力、更高的吸收容量、更高的吸收速率和再生速率。目前作为吸收酸性气体各种复合溶液在工业上已得到了广泛应用(Chemical Engineering Science，2001，566217-6224)。专利US 4,397,660，DE3,411,532等提出的均为复合溶剂。US4,892,674提出在醇胺溶剂中添加位阻胺盐或位阻氨基酸形成复合溶剂；US4,895,670提出在空间位阻胺和位阻氨基酸形成的复合溶剂。CN1356157A提出一种混合溶剂由MDEA(N-甲基二乙醇胺)和一种空间位阻胺组成。CN1354036A提出一种复合胺溶剂由MEA(一乙醇胺)和一种活性胺组成。这些复合溶液的形成过程均为物理混合过程，即将两种或三种溶剂按一定的比例(配方)混合形成混合溶液，而复合溶液中的一种或两种溶剂市场通常不易购买，合成成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过化学合成制备复合型酸性气体吸收剂的方法。
实现本发明目的的技术方案为一种复合型酸性气体吸收剂的制备方法，包括以下步骤1.1催化剂制备首先将多孔硅胶粉碎分筛，取10～50目颗粒，干燥后在400～700℃的马弗炉中煅烧4～6h，取出冷却至室温；煅烧后的多孔硅胶浸渍在硝酸镍、硝酸铜、二次去离子水的溶液中，静置后干燥，在马弗炉缓慢升温锻烧后逐渐降温冷却至室温；然后再浸渍在磷钨酸、二次去离子水的溶液中，静置后干燥，在马弗炉缓慢升温锻烧后逐渐降温冷却至室温；最后放入催化合成反应器，在150～250℃下的H2流中还原；1.2吸收剂合成将耐温惰性材料放入物料汽化器后升温到指标温度恒温，用氮气完全置换系统中的空气后，向物料汽化器加入氢气和原料乙醇胺，汽化后与气相物流进入催化反应器中，进行催化反应合成产物，该产物经冷凝器冷凝为液相物料，收集后将氢气与产物分离，氢气回收，液相物料为复合型吸收剂。
本发明复合型酸性气体吸收剂的制备方法，静置20～50h后干燥，在马弗炉缓慢升温至500～600℃锻烧4～6h后，以0.5～2℃/min的降温速率冷却至200℃，在200℃维持2h，再以0.5～1℃/min冷却至室温。
本发明复合型酸性气体吸收剂的制备方法，制备的催化剂质量比为Ni 25％～65％，Cu 5％～25％，磷钨酸0.1％～1.0％。
本发明复合型酸性气体吸收剂的制备方法，催化合成反应器的反应温度为150～320℃，压力为0.4～0.8MPa。
本发明复合型酸性气体吸收剂的制备方法，物料汽化器加入的H2与原料乙醇胺摩尔为比0.1～1.8，流量10～30L/h。
与现有技术相比，本发明的显著优点为本发明提出的一种气相催化合成的催化剂NiCu/SiO2+微量磷钨酸，不仅具有良好的催化性能，而且制备催化剂的原料丰富，价格低廉，制备方法简单，合成工艺容易实现，产品成本较低；制备的产品复合型酸性气体吸收剂可直接作为酸性气体吸收剂，也可以作为其它吸收剂的添加剂；可以应用于气液直接接触的反应器，如填料塔和板式塔等，也可以应用于膜吸收工艺(即膜接触器)中。
四
图1是本发明复合型酸性气体吸收剂的制备方法的催化剂制备流程图。
图2是本发明复合型酸性气体吸收剂的制备方法的工艺合成流程图。
五具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
结合图1、图2，本发明本发明复合型酸性气体吸收剂的制备方法包括以下步骤(1)首先将多孔硅胶粉碎，分筛，取10～50目颗粒，最好是20～30目颗粒，在120℃温度下干燥3h，在马弗炉中650℃的温度下煅烧4h，取出，在干燥器中冷却至室温。
(2)取硝酸镍(Ni(NO3)2·6H2O)446g和硝酸铜(Cu(NO3)2·3H2O)112g溶于水，将(1)中成品200g浸渍于所配制的溶液中，充分混合后静置24h。然后置于60～70℃水浴中，搅拌下蒸发干燥，直至水分完全蒸发，在120℃下干燥4h，在马弗炉缓慢升温至500℃，并锻烧4h。以2℃/min的降温速率冷却至200℃，在200℃维持2h，再以1℃/min冷却至室温。
(3)取磷钨酸(2H3PO424WO348H2O)2.5g溶于水，将(2)中的成品浸渍于所配制的溶液中，静置20h。然后置于60～70℃水浴中，搅拌下蒸发干燥，直至水分完全蒸发，在120℃下干燥4h，在马弗炉缓慢升温至500℃，并锻烧4h。以自然降温速率冷却至室温，制备的催化剂质量比为Ni 30％，Cu 10％，磷钨酸0.5％。
(4)取(3)成品装入催化反应器，在200℃下，15L/h H2流中还原1～2h。
(5)将耐温惰性材料，如石英沙放入物料汽化器后升温到指标温度恒温，该指标温度为200～300℃，用N2气置换合成系统中的空气约3～5min。向物料汽化器通入氢气和原料乙醇胺(MEA)，H2与乙醇胺的摩尔比在0.55，流量20L/h，催化反应器反应温度为200℃，压力为0.5MPa，产物物流经空冷器冷凝为液相物料，收集后将氢气与产物分离，氢气回收，液相物料为复合型吸收剂，合成获得的复合型吸收剂成分为哌嗪(C4H8(NH)2)、一乙醇胺(NH2C2H4OH)、β-羟乙基乙醇胺(NH2C2H4NHC2H4OH)。
权利要求
1.一种复合型酸性气体吸收剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤1.1催化剂制备首先将多孔硅胶粉碎分筛，取10～50目颗粒，干燥后在400～700℃的马弗炉中煅烧4～6h，取出冷却至室温；煅烧后的多孔硅胶浸渍在硝酸镍、硝酸铜、二次去离子水的溶液中，静置后干燥，在马弗炉缓慢升温锻烧后逐渐降温冷却至室温；然后再浸渍在磷钨酸、二次去离子水的溶液中，静置后干燥，在马弗炉缓慢升温锻烧后自然降温速率冷却至室温；最后放入催化合成反应器，在150～250℃下的H2流中还原；1.2吸收剂合成将耐温惰性材料放入物料汽化器后升温到指标温度恒温，用氮气完全置换系统中的空气后，向物料汽化器加入氢气和原料乙醇胺，汽化后与气相物流进入催化反应器中，进行催化反应合成产物，该产物经冷凝器冷凝为液相物料，收集后将氢气与产物分离，氢气回收，液相物料为复合型吸收剂。
2.根据权利要求1所述的复合型酸性气体吸收剂的制备方法，其特征在于静置20～50h后干燥，在马弗炉缓慢升温至500～600℃锻烧4～6h后，以0.5～2℃/min的降温速率冷却至200℃，在200℃维持2h，再以0.5～1℃/min冷却至室温。
3.根据权利要求1所述的复合型酸性气体吸收剂的制备方法，其特征在于制备的催化剂质量比为Ni 25％～65％，Cu 5％～25％，磷钨酸0.1％～1.0％。
4.根据权利要求1所述的复合型酸性气体吸收剂的制备方法，其特征在于催化合成反应器的反应温度为150～320℃，压力为0.4～0.8MPa。
5.根据权利要求1所述的复合型酸性气体吸收剂的制备方法，其特征在于物料汽化器加入的H2与原料乙醇胺摩尔为比0.1～1.8，流量10～30L/h。
全文摘要
本发明公开一种复合型酸性气体吸收剂的制备方法。它包括以下步骤将多孔硅胶粉碎分筛，取10～50目颗粒，干燥后在马弗炉中煅烧，取出冷却至室温；煅烧后的多孔硅胶浸渍在硝酸镍、硝酸铜、二次去离子水的溶液中和磷钨酸、二次去离子水的溶液中，浸渍后静置干燥，在马弗炉缓慢升温煅烧后逐渐冷却至室温；将耐温惰性材料升温到指标温度恒温，用氮气置换系统中的空气后，向物料汽化器加入氢气和原料乙醇胺，汽化后与气相物流进行催化反应合成产物，该产物经冷凝器冷凝为液相物料，收集后将氢气与产物分离，液相物料为复合型吸收剂。本发明具有良好的催化性能、制备催化剂的原料丰富、价格低廉、制备方法简单、合成工艺容易实现和产品成本较低的优点。
文档编号B01D53/14GK1895739SQ20051004099
公开日2007年1月17日 申请日期2005年7月12日 优先权日2005年7月12日
发明者王连军, 陆建刚, 李健生, 孙秀云, 刘晓东 申请人:南京理工大学