【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及吸附材料领域，具体是一种maf-7的合成方法及其在多组分轻烃混合物中一步纯化乙烯的应用。
技术介绍
1、乙烯是石化行业重要的工业原料，乙烯生产中通常有丙烷、丙烯、乙烷和乙炔等副产物。乙烯的纯化方法包括二氧化碳的液胺洗涤、乙炔的催化加氢和低温精馏去除乙烷。但上述方法工艺繁琐复杂，能量消耗大，而变压吸附技术则有望显著降低分离过程中的能耗。具有定制多孔结构和功能的金属-有机框架(mofs)被认为是气体吸附和分离的理想平台。
2、现有技术中，有较多的mof材料具有较好的气体吸附性能，如zif材料金属-咪唑盐骨架(maf)，也称为沸石-咪唑盐骨架(zif)，是通过将过渡金属(如锌和钴)离子与咪唑或其衍生物连接而形成的类沸石拓扑结构，具有结构高度稳定、合成工艺简单、孔径可调、可修饰骨架等优点。然而，目前报道的zif材料用于乙烯的分离与纯化方面，存在着严重的吸附容量和选择性之间难以兼具问题。尤其对于三元混合物(乙烷/乙烯/乙炔和乙烯/乙炔/二氧化碳)和四元混合物(乙烷/乙烯/乙炔/二氧化碳)等多组分混合物中，直接分离得到高纯度乙烯则更加困难。如专利cn110237816b公开了一种硝酸银修饰的金属有机骨架吸附材料的制备方法及其应用，虽然硝酸银与乙烯中的c＝c双键形成π络合键，π络合键的键能强于范德华力，同时，吸附材料对于乙烯的吸附容量高于乙烷，从而实现对乙烯/乙烷的分离，但其吸附选择性仅限于二元组分，对于多组分气体混合物如乙烷/乙烯/乙炔三元混合物、四元混合物至五元轻烃混合物，则难以具备高的吸附容量和吸附选择性。p>
3、因此，开发具备从多组分气体中一步纯化乙烯，特别是适合五组分轻烃混合物(丙烷/丙烯/乙烷/乙烯/乙炔)且具有低成本、高性能和高稳定性的多孔材料是十分必要的。
4、
技术实现思路
5、本专利技术是通过以下技术方案实现的：
6、一种多氮唑类多孔材料在多组分轻烃混合物中一步纯化乙烯的应用，所述多氮唑类多孔材料可以从五组分轻烃混合物(丙烷/丙烯/乙烷/乙烯/乙炔)中高效分离乙烯；
7、所述多氮唑类多孔材料的合成方法为：将3-甲基-1h-1,2,4-三氮唑的水溶液滴加到六水硝酸锌的水溶液中，向混合溶液滴加氨水，室温搅拌，过滤，甲醇洗涤，干燥，得到化学式为[zn(mtz)2]的金属咪唑骨架maf-7吸附剂；
8、进一步地，所述3-甲基-1h-1,2,4-三氮唑和六水硝酸锌的物质的量之比为2:1；
9、所述氨水的添加量为混合溶液总体积的2-10％；混合溶液中，锌的浓度为0.01-0.1mol/l；
10、本专利技术通过对反应原料及溶剂用量的调节制备maf-7，并进行放大合成，具体是一种maf-7的合成方法及其在多组分轻烃混合物中一步纯化乙烯的应用。
11、进一步地，将五组分混合气(丙烷/丙烯/乙烷/乙烯/乙炔)通入装有maf-7材料的吸附柱中，流量由吸附柱入口的压力阀和流量计调节，在一定的温度压力下进行动态吸附穿透实验；在吸附柱出口处采用气相色谱实时监测气体浓度。
12、进一步地，所述吸附柱内装填的样品为0.5～1g，五组分混合气进入吸附柱的流量为0～5ml/min，杂质气体在吸附剂上吸附时，吸附温度为0～25℃，压力为1bar及以上。
13、作为本专利技术高效分离方法的进一步改进，所述maf-7可以在五组分轻烃混合物(丙烷/丙烯/乙烷/乙烯/乙炔)中实现乙烯的高效分离，经一步吸附分离就可生成聚合级乙烯产品气，一次穿透实验得到的高纯乙烯的产量为10～20cm3/g。
14、技术效果
15、本专利技术提供的maf-7的合成方法，采用室温搅拌，通过简单的室温搅拌、过滤、干燥制得maf-7材料，通过金属和配体等比例扩大就可一次获得百克级产品，可以实现工业化的规模合成；本专利技术所制备的乙烷选择性吸附剂与已报道的金属咪唑类多孔材料相比，兼具较高的乙烷吸附容量和乙烷/乙烯分离选择性。并且该吸附剂具有更好的结构稳定性、热稳定性和易再生循环稳定性高等优点，使其更加适用于工业化分离操作。本专利技术所制得的maf-7可以实现五组分混合气体中乙烯的一步纯化，经一步吸附分离就可生成聚合级乙烯产品气，一次穿透实验得到的高纯乙烯的产量为10～20cm3/g。本专利技术所制得的maf-7与其他乙烷选择性材料相比，该材料的原料价格低廉，制备工艺绿色简单，能够更好地实现从复杂的轻烃混合物中一步纯化乙烯的商业化应用。
技术实现思路
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1.一种多氮唑类多孔材料在多组分轻烃混合物中一步纯化乙烯的应用，其特征在于，所述多氮唑类多孔材料可以从五组分轻烃混合物(丙烷/丙烯/乙烷/乙烯/乙炔)中高效分离乙烯；
2.如权利要求1所述的一种多氮唑类多孔材料在多组分轻烃混合物中一步纯化乙烯的应用，其特征在于，所述3-甲基-1H-1,2,4-三氮唑和六水硝酸锌的物质的量之比为2:1；所述氨水的添加量为混合溶液总体积的5％；混合溶液中，锌的浓度为0.01-0.1mol/L。
3.如权利要求1所述的一种多氮唑类多孔材料在多组分轻烃混合物中一步纯化乙烯的应用，其特征在于，包括以下步骤：将五组分混合气(丙烷/丙烯/乙烷/乙烯/乙炔)通入装有MAF-7材料的吸附柱中，流量由吸附柱入口的压力阀和流量计调节，在一定的温度压力下进行动态吸附穿透实验；在吸附柱出口处采用气相色谱实时监测气体浓度。
4.如权利要求1所述的一种多氮唑类多孔材料在多组分轻烃混合物中一步纯化乙烯的应用，其特征在于，混合气体中杂质气体的体积分数为0～50％，且不含零值。
5.如权利要求1所述的一种多氮唑类多孔材料在多组分轻烃混
6.如权利要求1所述的一种多氮唑类多孔材料在多组分轻烃混合物中一步纯化乙烯的应用，其特征在于，MAF-7可以在五组分轻烃混合物(丙烷/丙烯/乙烷/乙烯/乙炔)中实现乙烯的高效分离，经一步柱分离就可得到聚合级乙烯产品气，一次穿透实验得到的高纯乙烯产量为10～20cm3/g。
...【技术特征摘要】
1.一种多氮唑类多孔材料在多组分轻烃混合物中一步纯化乙烯的应用，其特征在于，所述多氮唑类多孔材料可以从五组分轻烃混合物(丙烷/丙烯/乙烷/乙烯/乙炔)中高效分离乙烯；
2.如权利要求1所述的一种多氮唑类多孔材料在多组分轻烃混合物中一步纯化乙烯的应用，其特征在于，所述3-甲基-1h-1,2,4-三氮唑和六水硝酸锌的物质的量之比为2:1；所述氨水的添加量为混合溶液总体积的5％；混合溶液中，锌的浓度为0.01-0.1mol/l。
3.如权利要求1所述的一种多氮唑类多孔材料在多组分轻烃混合物中一步纯化乙烯的应用，其特征在于，包括以下步骤：将五组分混合气(丙烷/丙烯/乙烷/乙烯/乙炔)通入装有maf-7材料的吸附柱中，流量由吸附柱入口的压力阀和流量计调节，在一定的温度压力下进行动态吸附穿透实验；在吸附柱出口处采用...
【专利技术属性】
技术研发人员：李立博，张璐，陈杨，刘玉涛，李晋平，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
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