一种从混合气中分离C2组分的方法技术

本发明专利技术属于气体分离技术领域，公开了一种从混合气中分离C2组分的方法。所述混合气含有C2组分和C1组分，该方法包括：将所述混合气与浆液体系接触；以所述浆液体系的总重量计，所述浆液体系包括60

【技术实现步骤摘要】
一种从混合气中分离C2组分的方法


[0001]本专利技术属于气体分离
，具体地，涉及一种从混合气中分离C2组分的方法。

技术介绍

[0002]近年来，MOF材料在气体分离领域的应用吸引了国内外学者的大量关注，其中采用吸收—吸附耦合法分离混合气更是成为了该领域的前沿技术，该方法利用MOF材料较大的比表面积和孔容及良好的稳定性，将其与液体介质混合配制成悬浮浆液，结合吸收和吸附分离法的特点，从而充分发挥出MOF材料性能上的优势，进行高效的气体分离应用。
[0003]乙烯作为世界上产量最大，应用最广的化学产品之一，在国民经济中占有重要的地位。其中，从天然气中回收所获得的轻烃(如乙烷)作为生产烯烃的一种重要原料，通过乙烷裂解法生产乙烯具有成本低廉，收率高的优点。因此寻求一种有效方法来分离天然气中的C2组分成为了该生产工艺的技术难点。
[0004]此前，轻烃回收工艺主要包括吸附、吸油和低温分离。其中吸附过程操作简单但无法连续运行，运行成本较高，并且产品范围大、吸附率低等问题还亟待解决。吸油工艺在20世纪60年代曾被广泛应用，但由于工艺复杂、操作成本高而逐渐被放弃。低温分离由于其操作简单、运行成本低、回收率高，已经成为轻烃回收的主要工艺。此外，对水合物法分离轻烃也进行过相关研究，但由于水合物生成速率慢，且生成的固态水合物易造成设备的堵塞，此法未能得到普及应用。
[0005]在近十年来，新材料气体分离的应用吸引了国内外大批学者的关注，其中以MOF材料为代表，凭借其独有的结构性质在气体分离领域吸引了广泛的关注。MOF材料作为气体分离的分离介质时，具有操作简便，运行成本低，分离效果好等特点。此前，有学者使用MOF材料结合吸收吸附偶合法进行混合气分离，如使用ZIF
‑
8/水浆液体系进行烃类混合气分离，取得了不错效果，但是，该体系仍存在较大的局限性，如分离因子较低，浆液再生慢，冰点低等。
[0006]因此，亟待提出一种从混合气分离C2组分的方法，并提高其分离效果。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提出一种从混合气中分离C2组分的方法。本专利技术通过大幅提高浆液体系中的乙二醇含量，实现裂解干气等混合气体中C2组分和C1组分的分离。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种从混合气中分离C2组分的方法，所述混合气含有C2组分和C1组分，该方法包括：将所述混合气与浆液体系接触；
[0009]以所述浆液体系的总重量计，所述浆液体系包括60
‑
90wt％的水
‑
乙二醇溶剂和10
‑
40wt％的沸石咪唑酯骨架材料；
[0010]以所述水
‑
乙二醇溶剂的总重量计，所述乙二醇的含量为35
‑
80wt％，所述水的含量为20
‑
65wt％。
[0011]本专利技术的技术方案具有如下有益效果：
[0012](1)本专利技术在原有ZIF
‑
8/水浆液的基础上，结合现有的吸收
‑
吸附偶合法，通过大幅提高ZIF
‑
8/水浆液中的乙二醇含量，在ZIF
‑
8表面形成一层具有一定致密度的乙二醇液膜，来降低混合气中的C1组分的溶解度，从而提高C2组分和C1组分的分离效果。
[0013](2)本专利技术的分离方法具有粘度较低、分离速率快、传质快、解吸速率快、不易起泡、冰点低、浆液再生性能好等特点，可应用于对裂解干气等混合气体中C1和C2组分的分离。
[0014](3)本专利技术使用的浆液具有良好的可重复利用性和循环稳定性。浆液再生条件温和，能源消耗低。
[0015]本专利技术的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0016]通过结合附图对本专利技术示例性实施方式进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0017]图1示出了本专利技术实施例1的CH4在ZIF
‑
8/水浆液体系和ZIF
‑
8/水
‑
乙二醇浆液体系中的溶解度曲线。
[0018]图2示出了本专利技术实施例2的C2H4和C2H6在多组含有不同含量的乙二醇的ZIF
‑
8/水
‑
乙二醇浆液体系中的溶解度对比图。
具体实施方式
[0019]下面将更详细地描述本专利技术的优选实施方式。虽然以下描述了本专利技术的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本专利技术更加透彻和完整，并且能够将本专利技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。
[0020]本专利技术提供了一种从混合气中分离C2组分的方法，所述混合气含有C2组分和C1组分，该方法包括：将所述混合气与浆液体系接触；
[0021]以所述浆液体系的总重量计，所述浆液体系包括60
‑
90wt％的水
‑
乙二醇溶剂和10
‑
40wt％的沸石咪唑酯骨架材料；
[0022]以所述水
‑
乙二醇溶剂的总重量计，所述乙二醇的含量为35
‑
80wt％，所述水的含量为20
‑
65wt％。
[0023]在本专利技术中，通过向浆液体系中加入高浓度的乙二醇，在ZIF
‑
8表面形成的一层具有一定致密度的液膜，选择性地降低浆液体系对C1组分的吸着容量，而不对C2组分造成影响，从而提升C2组分与C1组分之间的分离效果。经申请人研究表明高浓度的乙二醇会显著降低C1组分在浆液体系中的吸附量，但高浓度乙二醇对C2组分的影响比较小，所以本专利技术中乙二醇的高浓度是关键因素。
[0024]在本专利技术中，所述含高浓度乙二醇的浆液体系为悬浮浆液体系，其中，所述沸石咪唑酯骨架材料为吸附质，所述水
‑
乙二醇溶剂为液相溶液。
[0025]根据本专利技术，优选地，以所述水
‑
乙二醇溶剂的总重量计，所述乙二醇的含量为40
‑
60wt％，所述水的含量为40
‑
60wt％。
[0026]在本专利技术中，所述含高浓度乙二醇的浆液体系中的有机溶剂的添加对浆液体系中C2组分的溶解性能几乎无影响，并且当乙二醇在所述水
‑
乙二醇溶剂的重量分数≤0.4时，对浆液体系中C2组分的溶解性能有少量提升，在质量分数达到0.8后，其对浆液体系中C2组分的溶解性能才逐渐出现减小趋势。
[0027]根据本专利技术，优选地，所述接触的条件包括：温度为263.15
‑
313.15K，压力较C1组分的分压低0.1
‑
1.2MPa。
[0028]根据本专利技术，优选地，所述接触的条件包括：温度为2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从混合气中分离C2组分的方法，其特征在于，所述混合气含有C2组分和C1组分，该方法包括：将所述混合气与浆液体系接触；以所述浆液体系的总重量计，所述浆液体系包括60
‑
90wt％的水
‑
乙二醇溶剂和10
‑
40wt％的沸石咪唑酯骨架材料；以所述水
‑
乙二醇溶剂的总重量计，所述乙二醇的含量为35
‑
80wt％，所述水的含量为20
‑
65wt％。2.根据权利要求1所述的从混合气中分离C2组分的方法，其中，以所述水
‑
乙二醇溶剂的总重量计，所述乙二醇的含量为40
‑
60wt％，所述水的含量为40
‑
60wt％。3.根据权利要求1或2所述的从混合气中分离C2组分的方法，其中，所述接触的条件包括：温度为263.15
‑
313.15K，压力较C1组分的分压低0.1
‑
1.2MPa。4.根据权利要求3所述的从混合气中分离C2组分的方法，其中，所述接触的条件包括：温度为27...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈光进，李晓锋，郭莹，李昆，王国清，张利军，刘俊杰，杜志国，刘同举，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：