Cu-ETS-10合成及对乙烯、乙烷的吸附性能研究

刘新亮,张贵才,尹海亮,孙洪涛

(1.中国石油大学(华东) 科学技术研究院,山东 东营 257061; 2.中国石油大学(华东) 石油工程学院,山东 青岛 266580)

炼厂干气是一种重要的化工副产物,其产量占催化裂化装置产能的3%～4%,其中乙烯约占10%～20%,每年产量在50万t以上。如何有效利用中小炼油企业的干气尚未形成统一的技术方案。目前国内相关企业开发了干气变压吸附分离C2组分的技术[1-2],但是,对于下一步C2组分(乙烯和乙烷)的分离尚未见工业报道[2]。同时,在石油化工行业中,烷烃和烯烃的分离是一种重要的化工过程,其中C2烷烃和烯烃的分离尤其重要。因此开发C2组分的变压吸附分离技术对整个石油化工行业意义重大。目前,针对C2的分离,国内外进行了大量的研究[3],很多学者根据乙烯于过渡金属有π络合吸附的特性,尝试将π络合吸附法用于烷烃和烯烃分离,均取得了一定的效果[4-5],本文采用新型吸附材料ETS-10,合成对乙烯具有络合吸附能力的吸附剂,考察其对乙烯和乙烷的吸附能力。

1 试验部分

1.1 主要试剂和仪器

氢氧化钠、钛酸四丁酯、双氧水、氯化铵、氯化铜以上试剂均为分析纯,国药集团;硅胶(SiO2含量>99%),青岛海洋化工厂。

电子天平;水浴锅;高压反应器;干燥箱;马弗炉。

1.2 Cu-ETS-10的制备过程

根据文献[6]的报道,采用水热法合成Cu掺杂的ETS吸附剂,具体过程如下:在50 mL蒸馏水中加入5.2 g NaOH和6.8 g C型硅胶,然后向其中慢慢滴加4.3 g钛酸四丁酯,后加入5.8 mL质量分数为30%的双氧水,搅拌得亮黄色透明液体,后将其放入自制的高压反应釜中加热至180 ℃,晶化72 h,反应结束后,产物过滤,用去离子水洗涤至中型,在90 ℃下烘干至恒重,得ETS-10多孔材料。