一种用于吸附丙烯醛的聚合物吸附剂及其制备方法，一种吸附-脱附丙烯醛的方法技术

本发明专利技术公开一种用于吸附丙烯醛的聚合物吸附剂及其制备方法，一种吸附

【技术实现步骤摘要】
一种用于吸附丙烯醛的聚合物吸附剂及其制备方法，一种吸附
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脱附丙烯醛的方法


[0001]本专利技术涉及工业废气治理领域，具体涉及一种用于高效吸附、脱附丙烯醛的吸附剂。

技术介绍

[0002]丙烯酸是由丙烯在催化剂作用下，经过一段或两段氧化得到含有丙烯酸产物的气体，在急冷塔中气态产物经冷却回收热量、水吸收，塔釜得到含30～60wt％丙烯酸水溶液，部分未被吸收的丙烯酸、丙烯醛、二氧化碳等气体从塔顶出去，这股尾气一部分作为循环气，另一部分去催化焚烧。
[0003]丙烯醛是化工中很重要的合成中间体，广泛用于树脂生产和有机合成中，在通常情况下是无色透明有恶臭的液体，其蒸气有很强的刺激性和催泪性，在世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单中，丙烯醛为3类致癌物。由于丙烯醛沸点只有52.5℃，具有很强的挥发性，因此在生产过程中，很容易会产生含有丙烯醛的废水及废气。含丙烯醛的废水及废气会对环境造成极大的危害，人饮用了受丙烯醛污染的废水或者呼吸了丙烯醛浓度过高的空气头晕、恶心，会引起口腔及胃刺激或灼伤，甚至会出现休克、死亡。
[0004]通常传统的丙烯醛的去除方法主要有精馏，闪蒸等，但在丙烯醛冷凝回收过程中，容易引起丙烯醛的聚合，从而导致丙烯醛去除率的降低。US5760283中公开了用强碱或者强酸来吸收丙烯醛的方法，但是在强碱或者强酸中丙烯醛会聚合，生成很难处理的丙烯醛聚合物，US6074532中公开了在蒸馏之前加入取代的芳香胺，芳香胺与丙烯醛反应会生成西弗碱，但是芳香胺与西弗碱往往不会反应完全，而且会大大的增加成本；丙烯醛专利CN103768824A采用活性炭纤维吸附丙烯醛，脱附时需要高温蒸汽处理，不仅增加能耗，而且产生的有机废液需要单独处理。
[0005]基于以上背景，非常有必要研发一种丙烯酸生产过程中废气的经济、环保的新处理方法，可以有效除去废气中丙烯醛气体，实现废气的资源化利用和安全排空处理。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是解决现有技术中存在的问题和不足，提供一种用于吸附丙烯醛的聚合物吸附剂及其制备方法，一种吸附
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脱附丙烯醛的方法。该方法是合成一种新型聚合物材料，利用聚合物发达的孔道结构和枝节上丰富的胺基，能够与丙烯醛高效地反应，具有超强的吸附能力和极高的饱和吸附量。不仅如此，该聚合物材料还具有优异的脱附效果，即在一定条件下，所吸附的丙烯醛能够脱附出来，从而加以回收利用，具有十分可观的经济效益，而吸附剂经过活化能够重复使用，运行成本低。
[0007]本专利技术通过以下技术方案实现：
[0008]一种用于吸附丙烯醛的聚合物吸附剂，其结构式示意为：
[0009][0010]其中，R为选自以下基团：
[0011][0012]一种制备本专利技术所述的聚合物材料的方法，包括以下步骤：
[0013](1)对四联苯PQPL溶解在1,2
‑
二氯乙烷中，加入催化剂，在一定条件下反应，经洗涤干燥后得到的黄棕色聚合物(命名为nPQPL)；
[0014](2)将聚合物nPQPL和聚合醛混合后，加入酸性混合物，在一定条件下反应，经洗涤干燥后得到中间产物nPQPL
‑
a，结构示意式为：
[0015][0016](3)将中间产物nPQPL
‑
a和胺源混合，在惰性气体氛围中一定温度下反应，反应产物用碱液洗涤活化，最后用纯水洗涤直至中性，真空干燥后，得到的黑色粉末。
[0017]对四联苯聚合后能够形成规整的孔道结构，这种结构有利于吸附质进入并与吸附剂作用，提高吸附效果，且它的分子结构便于接枝化学基团进行改性。
[0018]本专利技术所述步骤(1)中，PQPL的用量为5
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10质量份，1,2
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二氯乙烷的用量为1
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2质量份；催化剂的用量为2.5
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5质量份。
[0019]本专利技术所述步骤(1)中，反应温度为40
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80℃；反应时间为12
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24h。
[0020]本专利技术所述步骤(2)中，聚合物nPQPL的用量为5
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10质量份，聚合醛的用量为12
‑
32质量份；酸性混合物的用量为500
‑
1000质量份。
[0021]本专利技术所述步骤(2)中，反应温度为50
‑
100℃；反应时间为24
‑
36h。
[0022]本专利技术所述步骤(2)中，所述洗涤使用无水乙醇。
[0023]本专利技术所述步骤(3)中，中间产物nPQPL
‑
a的用量为4
‑
8质量份，胺源用量为7
‑
14质量份。
[0024]本专利技术所述步骤(3)中，反应温度为40
‑
80℃；反应时间为24
‑
36h。
[0025]优选地，所述步骤(1)的催化剂为氯化铜、氯化铁、氯化铝中的一种或几种。
[0026]优选地，所述酸性混合物为浓盐酸、乙酸和磷酸。
[0027]优选地，本专利技术所述浓盐酸的浓度为30
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40wt％，优选37wt％。
[0028]作为一个优选的方案，本专利技术所述的酸性混合物的组成为：浓盐酸、乙酸和磷酸的质量比为1：1：1。
[0029]优选地，所述聚合醛为聚合甲醛、聚合乙醛或聚合丙烯醛中的一种或几种。
[0030]优选地，所述惰性气体为氮气、氦气或氩气中的一种或多种。
[0031]优选地，所述胺源为丙胺、异丙胺和2
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甲基丙胺中的一种或几种。优选原则为含有强疏水性基团的胺源。因为优选一种特殊性质的有机胺单体，该有机胺不仅对醛有很强的吸附选择性，而且在与醛反应生成亚胺后，该有机基团同时兼具两类性质基团，使得其具有温度刺激响应性，在高于或低于临界温度(UCST)处，聚合物会发生结构特性变化，在温度较低(T<UCST)的时候，聚合物呈现某一基团活跃状态，在温度较高(T>UCST)的时候，聚合物另一基团呈现活跃状态。利用该特性，通过控制温度能够将所吸附的丙烯醛快速脱附出来，从而加以回收利用，具有十分可观的经济效益，而吸附剂经过活化能够重复使用，运行成本低。
[0032]优选地，所述碱液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氨水溶液中的一种。
[0033]反应过程示意为：
[0034][0035]一种吸附丙烯醛的方法，包括以下步骤：将本专利技术所述聚合物吸附剂在60
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80℃下干燥活化6
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10h，然后通入丙烯酸工艺废气，吸附温度为20
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30℃，质量空速为40
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50h
‑1。
[0036]一种脱附丙烯醛的方法，包括以下步骤：使用40
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60℃的水浸泡吸附饱和的聚合物吸附剂5
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于吸附丙烯醛的聚合物吸附剂，其结构式示意为：其中，R为选自以下基团：2.一种制备权利要求1所述的聚合物吸附剂的方法，包括以下步骤：(1)对四联苯PQPL溶解在1,2
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二氯乙烷中，加入催化剂，在一定条件下反应，经洗涤干燥后得到的黄棕色聚合物nPQPL；(2)将聚合物nPQPL和聚合醛混合后，加入酸性混合物，在一定条件下反应，经洗涤干燥后得到中间产物nPQPL
‑
a，结构示意式为：(3)将中间产物nPQPL
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a和胺源混合，在惰性气体氛围中一定温度下反应，反应产物用碱液洗涤活化，最后用纯水洗涤直至中性，真空干燥后，得到的黑色粉末。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，PQPL的用量为5
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10质量份，1,2
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二氯乙烷的用量为1
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2质量份；催化剂的用量为2.5
‑
5质量份。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，聚合物nPQPL的用量为5
‑
10质量份，聚合醛的用量为12
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32质量份；酸性混合物的用量为500
‑
1000质量份。5.根据权利要求2
‑
4任...

【专利技术属性】
技术研发人员：李帅帅，赵越，赵旭龙，朱子忠，徐世伟，张宏科，葛飞，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：