一种分离甲烷和氮气的方法技术

本发明专利技术公开了一种分离甲烷和氮气的方法，包括如下步骤：以金属有机框架材料为吸附剂，采用吸附分离法从含甲烷和氮气的混合气中分离甲烷和氮气或提纯甲烷；所述金属有机框架材料的结构通式为[M(C6O4)]·nH2O或[M2(C6O4)3]·nH2O，式中M为金属离子，n为水分子数量，数值为2～8。金属有机框架材料由过渡金属离子或碱土金属离子与有机配体(2，5‑二羟基‑1，4‑苯醌)通过配位键或者分子间作用力形成的三维网络结构，其中水分子与金属配位且与有机配体上的氧原子存在较强的氢键作用。本发明专利技术所用的金属有机框架材料制备所用的有机配体和金属盐均廉价易得，合成条件温和，纯化步骤简单，易于操作和放大。

A Method for Separating Methane and Nitrogen

The invention discloses a method for separating methane and nitrogen, which comprises the following steps: separating methane and nitrogen or purifying methane from mixed gas containing methane and nitrogen by adsorption separation method with metal-organic framework material as adsorbent; the general formula of the structure of the metal-organic framework material is [M(C6O4)] nH_2 or [M2(C6O4)3] nH_2, in which M is metal ion and n is water molecule quantity; The values are 2-8. Metal-organic framework materials are three-dimensional network structures formed by transition metal ions or alkaline earth metal ions and organic ligands (2,5 dihydroxy 1,4 benzoquinone) through coordination bonds or intermolecular forces, in which water molecules coordinate with metals and have strong hydrogen bonds with oxygen atoms on organic ligands. The organic ligands and metal salts used in the preparation of the metal organic frame material used in the invention are cheap and easy to obtain, the synthesis conditions are mild, the purification steps are simple, and the operation and enlargement are easy.

【技术实现步骤摘要】
一种分离甲烷和氮气的方法
本专利技术涉及吸附材料以及能源的
，尤其涉及一种甲烷和氮气的分离方法。
技术介绍
甲烷作为天然气的主要成分，正成为一种清洁和廉价的能源资源。与传统的煤和石油等化学燃料相比，在相同单位能量的基础上甲烷释放的二氧化碳量相对较小，也在一定程度上减轻了化石燃料燃烧造成的温室效应。目前，甲烷被广泛应用于工业、商业和居民生活中，据统计其在世界上所占的能源比例为22％。甲烷一般可通过很多非传统资源获得，例如煤层气、填埋气、生物发酵等非常规资源。但从非常规资源获得的甲烷气体往往成分复杂，经常夹带着不同的气体，如二氧化碳、氮气非可燃性气体及硫化氢气体等，这类气体不仅会降低甲烷的燃烧热值同时易腐蚀运输天然气的管道和设备。同时，以此方式获得的甲烷气体浓度过低，不适宜充分利用，如果排放到大气中更易造成温室效应。因此，将低浓度的甲烷浓缩是一种有效缓解天然气供求关系的有效办法。开采的低浓度的天然气中主要的杂质为惰性气体氮气，但因为甲烷和氮气非常相似物化性质以及相近的分子动力学尺寸(甲烷，氮气，)，导致甲烷和氮气的分离异常困难。现阶段，工业上能有效分离甲烷和氮气的方法相对较少，主要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分离甲烷和氮气的方法，其特征在于，包括如下步骤：以金属有机框架材料为吸附剂，采用吸附分离法从含甲烷和氮气的混合气中分离甲烷和氮气或提纯甲烷；所述金属有机框架材料的结构通式为[M(C6O4)]·nH2O或[M2(C6O4)3]·nH2O，式中M为金属离子，n为水分子数量，数值为2～8。

【技术特征摘要】
1.一种分离甲烷和氮气的方法，其特征在于，包括如下步骤：以金属有机框架材料为吸附剂，采用吸附分离法从含甲烷和氮气的混合气中分离甲烷和氮气或提纯甲烷；所述金属有机框架材料的结构通式为[M(C6O4)]·nH2O或[M2(C6O4)3]·nH2O，式中M为金属离子，n为水分子数量，数值为2～8。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，吸附分离的温度为-5～50℃，混合气的总压为100～1000kPa。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述的金属有机框架材料的形状为立方体、针状、颗粒或柱状。4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述吸附分离法包括如下步骤：将吸附剂装填入色谱柱内；将甲烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍宗必，李良英，任其龙，张治国，杨亦文，杨启炜，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33