一種用于氣體深度脫水的干燥劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于氣體深度脫水的干燥劑，其制備過程如下：金屬元素硝酸鹽、對苯二甲酸、氫氟酸或者乙酸和水按照一定比例混合在密閉容器內(nèi)一定溫度下加熱一定時間后，用DMF和乙醇先后在50～85℃洗滌1～3次，150℃下真空干燥1～3小時，得到金屬有機(jī)骨架吸附材料。將氣體通過裝填了金屬有機(jī)骨架吸附材料的吸附柱，在溫度5～70℃下吸附，得到深度脫水的氣體。本發(fā)明解決了氣體中痕量水分難以脫除，在相對濕度較低時，氣體深度脫水效率低的問題，可以應(yīng)用于環(huán)境和能源領(lǐng)域，能夠產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，具有廣泛的應(yīng)用前景。本發(fā)明具有投資少，操作成本低的特點(diǎn)。
【專利說明】一種用于氣體深度脫水的干燥劑
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明是涉及環(huán)境和能源領(lǐng)域的一種用于氣體深度脫水的干燥劑。
技術(shù)背景:
[0002]隨著工業(yè)的發(fā)展，在環(huán)境和能源領(lǐng)域通常需要把空氣、煤氣、天然氣等氣體進(jìn)行深度脫水。吸附法是從氣體中去除水分的主要方法之一。吸附法則具有操作條件溫和、脫水深度高等特點(diǎn)，常作為氣體深度脫水的終端凈化方法?；钚蕴俊⒐枘z、分子篩和活性氧化鋁等是廣泛應(yīng)用的吸附劑。它們具有較大的比表面積。吸附劑性能的優(yōu)劣直接影響到干燥裝置的運(yùn)行成本和可操作性。良好的吸附劑應(yīng)該具有吸附容量大、選擇生強(qiáng)、再生充分、使用周期長的特點(diǎn)。例如天然氣液化過程中需深冷操作，為避免在低溫液化過程中出現(xiàn)結(jié)冰堵塞設(shè)備和管線，天然氣在液化之前必須進(jìn)行凈化，脫除天然氣中的酸性氣體(如H2S, CO2等)和水。因為天然氣液化的溫度非常低，對含水量要求相應(yīng)很高，故需要進(jìn)行深度脫水。天然氣中含有大量的水蒸氣，天然氣脫水是防上水合物形成的根本措施。脫除天然氣中的氣態(tài)水，可以避免水合物和酸液的形成。天然氣工業(yè)常用的脫水方法有膨脹冷卻法、加壓冷卻法、吸附法、溶劑吸收法等。分子篩脫水屬于固體吸附法脫水，脫水系統(tǒng)主要包括脫水、再生和冷吹，以及再生加熱系統(tǒng)。分子篩脫水法更適合于深度脫水。分子篩的有效吸附容量取決于分子篩的有效吸附容量，較高的有效吸附容量可以減少分子篩的用量。為了降低操作成本并且提高分離效率和深度，開發(fā)的吸附劑除了需要較為廉價之外，吸附劑深度脫水關(guān)鍵在于提高有效吸附容量，并且吸附劑在氣體中是穩(wěn)定的、強(qiáng)度可靠和可再生的。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003]本發(fā)明的目的是提供一種用于氣體深度脫水的干燥劑，特點(diǎn)是利用金屬有機(jī)骨架吸附材料對空氣、天然氣、煤氣等氣體中的水分子的強(qiáng)烈吸附作用，達(dá)到深度脫水的目的。吸附劑吸附量比其他吸附劑高，因而可以縮小干燥塔的尺寸，節(jié)約資金。
[0004]本發(fā)明所述的金屬有機(jī)骨架吸附材料的制備過程如下:
[0005]金屬元素硝酸鹽、對苯二甲酸、氫氟酸或者乙酸和水按照一定比例混合在密閉容器內(nèi)一定溫度下加熱一定時間后，用DMF和乙醇先后在50?85°C進(jìn)行洗滌I?3次，150°C下真空干燥I?3小時。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0007]本發(fā)明解決了氣體中痕量水分難以脫除，在相對濕度較低時，氣體深度脫水效率低的問題，可以應(yīng)用于環(huán)境和能源領(lǐng)域，能夠產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益具，有廣泛的應(yīng)用前景。本發(fā)明具有投資少，操作成本低的特點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】:
[0008]1.實(shí)施例1
[0009]硝酸鉻、對苯二甲酸、氫氟酸和水按照摩爾比比為1:1:1: 265混合在密閉容器內(nèi)220°C下加熱8小時后，用DMF和乙醇先后在85°C進(jìn)行洗滌3次，150°C下真空干燥3小時，得到金屬有機(jī)吸附材料，即干燥劑。干燥劑在溫度25°C，10% RH下10分鐘時吸附量達(dá) 0.198g.g'
[0010]2.實(shí)施例2
[0011]硝酸鐵、對苯二甲酸、乙酸和水按照摩爾比比為1:1: 4: 200混合在密閉容器內(nèi)110°C下加熱6小時后，用DMF和乙醇先后在50°C進(jìn)行洗滌I次，150°C下真空干燥I小時，得到金屬有機(jī)吸附材料，即干燥劑。干燥劑在溫度5°C，30% RH下20分鐘時吸附量達(dá)
0.592g.g 1O
[0012]3.實(shí)施例3
[0013]硝酸鋁、對苯二甲酸、氫氟酸和水按照摩爾比比為1:1: 2: 300混合在密閉容器內(nèi)250°C下加熱12小時后，用DMF和乙醇先后在65°C進(jìn)行洗滌2次，150°C下真空干燥2小時，得到金屬有機(jī)吸附材料，即干燥劑。干燥劑在溫度70°C，40% RH下30分鐘時吸附量達(dá) 0.835g.g 1O
【權(quán)利要求】
1.一種用于氣體深度脫水的干燥劑，其特征在于，干燥過程如下:將氣體通過裝填了金屬有機(jī)骨架材料的吸附柱，在溫度5?70°C下吸附，得到深度脫水的氣體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的金屬有機(jī)骨架材料中金屬元素為鐵、招、絡(luò)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬有機(jī)骨架材料，其特征在于，制備過程如下:金屬元素硝酸鹽、對苯二甲酸、氫氟酸或者乙酸和水按照一定比例混合在密閉容器內(nèi)一定溫度下加熱一定時間后，用DMF和乙醇先后在50?85°C進(jìn)行洗滌I?3次，150°C下真空干燥I?3小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述的金屬元素硝酸鹽、對苯二甲酸、氫氟酸或者乙酸和水的摩爾比比為1:1:1?4: 200?300。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述的密閉容器內(nèi)的加熱溫度為110?250。。。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述的原料在密閉容器內(nèi)的加熱時間為6?12小時。
【文檔編號】B01J20/30GK103638906SQ201310703913
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】王勝強(qiáng), 嚴(yán)黎, 王慶 申請人:南開大學(xué)