一种甲烷氮气分离用碳分子筛吸附剂及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种甲烷氮气分离用碳分子筛吸附剂,该吸附剂为过渡金属单质改性的甲烷氮气分离用碳分子筛吸附剂，其特征在于，该吸附剂预先通过混料成型、碳化和碳沉积处理制得了碳分子筛前驱体，然后通过浸渍掺杂处理引入了过渡金属盐组分，再对其进行保护气氛条件下的煅烧及还原处理，最终制得过渡金属单质改性的甲烷氮气分离用碳分子筛吸附剂。2.如权利要求1所述的碳分子筛吸附剂，其特征在于，所述过渡金属盐为钼酸铵、硝酸铁、硝酸钴、硝酸镍、硝酸锌、硝酸铬中的任意一种。3.如权利要求1所述的碳分子筛吸附剂，其特征在于：所述过渡金属盐中过渡金属元素的质量百分比为0.3～3wt％。4.如权利要求1-3中任意一项权利要求所述的碳分子筛吸附剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)混料成型：将粉碎后的酚醛树脂与粘结剂共同充分搅拌至混合均匀，使用挤条机挤条成型；(2)碳化：将步骤(1)得到的颗粒放入高温转化炉，在n2气流中进行碳化处理，处理结束后待温度自然降至室温，取出得到碳分子筛吸附剂前驱体；(3)碳沉积：将步骤(2)中得到的碳分子筛吸附剂前驱体在n2气流中引入苯蒸气，进行碳沉积处理，待温度自然降至室温后，取出得到碳分子筛吸附剂；(4)浸渍掺杂、煅烧及还原：将碳分子筛吸附剂通过浸渍掺杂引入过渡金属盐组分，然后在n2气流中进行煅烧处理，再在n
2-h2混合气气流中进行还原处理，即得到过渡金属单质改性的甲烷氮气分离用碳分子筛吸附剂。5.如权利要求4所述碳分子筛吸附剂的制备方法，其特征在于：所述粘结剂为煤焦油、沥青、树脂中的任意一种。6.如权利要求4所述碳分子筛吸附剂的制备方法，其特征在于：所述粘结剂的质量百分比为1～20wt％。7.如权利要求4所述碳分子筛吸附剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中煅烧处理的温度为400～800℃，时间为60～360min。8.如权利要求4所述碳分子筛吸附剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中还原处理的温度为400～1000℃，时间为60～720min。9.如权利要求4所述碳分子筛吸附剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中酚醛树脂的粒径为10-100微米。10.如权利要求4所述方法得到的碳分子筛吸附剂，其特征在于：该碳分子筛吸附剂具有合适的孔道尺寸和结构，对甲烷氮气体系中的氮气组分具有较强的选择性吸附能力。

技术总结
本发明为一种过渡金属单质改性的甲烷氮气分离用碳分子筛吸附剂及其制备方法。制备方法中，本发明预先通过混料成型、碳化和碳沉积处理制得了碳分子筛前驱体，然后通过浸渍掺杂处理引入了过渡金属盐组分，再对其依次进行保护气氛条件下的煅烧及还原处理，最终制得过渡金属单质改性的甲烷氮气分离用碳分子筛吸附剂。其中，所述过渡金属盐是钼酸铵、硝酸铁、硝酸钴、硝酸镍、硝酸锌、硝酸铬中的任意一种。该碳分子筛吸附剂在分离甲烷氮气体系中表现出了优良的选择性吸附氮气的性能，具有非常广阔的应用前景和良好的市场价值。的应用前景和良好的市场价值。的应用前景和良好的市场价值。


技术研发人员：黄晨 陈禹嘉 袁英 贺安平 李克兵 杨云 李旭 青晨 赵安民 张可羡 张向辉
受保护的技术使用者：西南化工研究设计院有限公司
技术研发日：2022.03.25
技术公布日：2022/7/29