【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及吸附分离材料，具体涉及一种吸附分离丙烯和丙烷的方法。
技术介绍
0、技术背景
1、丙烯是石油化工行业中重要的化工原料，是三大合成材料(塑料、合成纤维和合成橡胶)的基本原料。近年来全球范围内丙烯消耗量及需求量逐年攀升。然而丙烯生产过程中，伴随有大量的丙烷杂质，脱除丙烯中的丙烷杂质是获得高纯丙烯的关键步骤。丙烯和丙烷沸点仅相差5.3k，相对挥发度仅为1.14，因此目前所依赖的传统的精馏分离过程所需理论塔板数多、能耗大。
2、吸附分离技术对设备要求低，不涉及相变，通过吸附剂与混合气体接触而实现气体分离，更为节能高效。然而丙烯与丙烷结构极其相似、尺寸相当、极化率及分子极性也相近，绝大多数吸附剂材料普遍呈现出较低的吸附分离选择性。
3、cadiau等人专利技术了一种柱撑型金属有机框架材料nboffive-1-ni实现了丙烯丙烷的分子筛分分离(science,2016,353(6295):137.)。虽然它们的分离选择性较高，但是其扩散速率较慢限制了其实际应用潜力。中国专利技术专利cn111747818a公开了一种利用咪唑类化合物修饰的改性分子筛实现了丙烯丙烷的吸附分离，然而该材料需要先经过离子交换再进行后修饰才能得到，制备过程繁琐，对丙烯丙烷选择性不高，并且对丙烯吸附容量较低。金属有机框架材料cu-btc对丙烯及丙烷的吸附量分别为7.7mmol/g及7.1mmol/g，吸附容量比仅为1.08，分离选择性差(micropor.mesopor.mat.,2008,151,585.)。jing
技术实现思路
1、针对本领域的不足之处，本专利技术提供了一种吸附分离丙烯和丙烷的方法，所述方法同时采用基于r-苹果酸(也称d-苹果酸)和s-苹果酸(也称l-苹果酸)特别是采用基于消旋苹果酸的金属有机框架材料，实现了丙烯和丙烷的高效热力学-动力学协同分离。
2、具体地，本专利技术提供了一种吸附分离丙烯和丙烷的方法，所述方法包括将含丙烯和丙烷的混合气与金属有机框架材料接触，进行吸附分离，所述金属有机框架材料的有机配体包括r-苹果酸和s-苹果酸。
3、在一些实施方式中，所述r-苹果酸和所述s-苹果酸的摩尔比为(20-80)：(80-20)，优选为(40-60)：(60-40)，更优选为50：50。在一些具体实施方式中，所述r-苹果酸和所述s-苹果酸的摩尔比为20：80、30：70、40：60、55：45、50：50、45：55、60：40、70：30、80：20或它们之间的任意值。
4、在一些实施方式中，所述金属有机框架材料的有机配体选自消旋苹果酸(也称rs-苹果酸或dl-苹果酸)。
5、在一些实施方式中，所述金属有机框架材料的金属离子选自二价金属离子，优选选自镍离子和钴离子中的一种或多种。
6、在一些实施方式中，所述金属有机框架材料的柱撑配体选自4,4-联吡啶、1,2-二(4-吡啶基)乙烯或meso-α,β-二(4-吡啶基)乙二醇中的一种或多种，优选选自4,4’-联吡啶。
7、本专利技术中，所述金属有机框架材料由二价金属离子、苹果酸以及柱撑配体配位组装形成，所述苹果酸同时包括r-苹果酸和s-苹果酸。
8、在一些实施方式中，所述金属有机框架材料的微孔率>95％，更优选为100％。
9、在一些实施方式中，所述金属有机框架材料的孔径为优选为
10、在一些实施方式中，所述金属有机框架材料的孔容为0.10-0.20cm3/g，优选为0.12-0.18cm3/g。
11、在一些实施方式中，所述金属有机框架材料的比表面积为250m2/g-600m2/g，优选为250m2/g-500m2/g。
12、在一些实施方式中，所述金属有机框架材料的形状包括球形、立方形、颗粒或膜状中的一种或多种。
13、在一些实施方式中，所述金属有机框架材料通过包括如下步骤的方法制备得到：使包含苹果酸、金属无机盐和柱撑配体在溶剂中进行水热反应。
14、在一些实施方式中，所述金属有机框架材料通过包括如下步骤的方法制备得到：
15、s1：将有机配体、金属盐与柱撑配体溶解于甲醇水混合溶液中，得到溶液；
16、s2：使所述溶液在高温条件下反应，得到反应晶体；
17、s3：纯化、干燥所述反应晶体，得到所述金属有机框架材料。
18、在一些实施方式中，所述金属无机盐选自金属离子的氯化盐、硝酸盐、乙酸盐、碳酸盐、硫酸盐或高氯酸盐中的一种或多种，优选为醋酸盐；优选地，所述金属离子选自二价金属离子，优选选自镍离子和钴离子中的一种或多种。
19、在一些实施方式中，所述溶剂包含有机溶剂和水，所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、乙腈、丙酮、n,n-二甲基甲酰胺或n,n-二甲基乙酰胺中的一种或多种，优选为甲醇。
20、在一些实施方式中，所述苹果酸与金属无机盐、柱撑配体的摩尔比为(1-3)：(1-3)：1，优选为(1.5-2.5)：(1.5-2.5)：1。在一些具体实施方式中，所述苹果酸与金属无机盐、柱撑配体的摩尔比为2：2：1。
21、在一些实施方式中，所述溶剂中，所述有机溶剂与水的体积比为1：(0.1-5)，优选为1：(1-2)。在一些实施方式中，所述溶剂中，所述有机溶剂与水的体积比为1：0.5、1：1、1：2、1：3、1：4、1：5或它们之间的任意值。
22、在一些实施方式中，所述水热反应的温度为100℃至180℃，优选为140℃至170℃。在一些具体实施方式中，所述水热反应的温度为100℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃或它们之间的任意值。
23、在一些实施方式中，所述水热反应的时间为12小时至96小时，优选为48小时至72小时。在一些具体实施方式中，所述水热反应的时间为12小时、24小时、36小时、48小时、60小时、72小时、84小时、96小时或它们之间的任意值。
24、在一些实施方式中，所述方法还包括将水热反应的产物进行洗涤和/或干燥。
25、在一些实施方式中，所述洗涤包括采用依次水和无水乙醇进行洗涤。
26、在一些实施方式中，所述干燥的温度为30℃至120℃。在一些具体实施方式中，所述水热反应的温度为30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃或它们之间的任意值。
27、在一些实施方式中，所述干燥的时间为6小时至24小时。在一些具体实施方本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种吸附分离丙烯和丙烷的方法，包括将含丙烯和丙烷的混合气与金属有机框架材料接触，进行吸附分离，所述金属有机框架材料的有机配体包括R-苹果酸和S-苹果酸。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述R-苹果酸和所述S-苹果酸的摩尔比为(20-80)：(80-20)，优选为(40-60)：(60-40)，更优选为50：50；
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述金属有机框架材料的金属离子选自二价金属离子，优选选自镍离子和钴离子中的一种或多种；和/或
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述金属有机框架材料的微孔率>95％，更优选为100％；和/或
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述金属有机框架材料通过包括如下步骤的方法制备得到：将包含苹果酸、金属无机盐和柱撑配体在溶剂中进行水热反应。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述金属无机盐选自金属离子的氯化盐、硝酸盐、乙酸盐、碳酸盐、硫酸盐或高氯酸盐中的一种或多种，优选为醋酸盐；优选地，所述金属离子选自二
7.根据权利要求5中所述的方法，其特征在于，所述苹果酸与金属无机盐、柱撑配体的摩尔比为(1-3)：(1-3)：1，优选为(1.5-2.5)：(1.5-2.5)：1；和/或
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述水热反应的温度为100℃至180℃，优选为140℃至170℃；和/或
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将水热反应的产物进行洗涤和/或干燥，
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于，所述吸附分离的温度为-5℃至50℃；和/或
...【技术特征摘要】
1.一种吸附分离丙烯和丙烷的方法，包括将含丙烯和丙烷的混合气与金属有机框架材料接触，进行吸附分离，所述金属有机框架材料的有机配体包括r-苹果酸和s-苹果酸。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述r-苹果酸和所述s-苹果酸的摩尔比为(20-80)：(80-20)，优选为(40-60)：(60-40)，更优选为50：50；
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述金属有机框架材料的金属离子选自二价金属离子，优选选自镍离子和钴离子中的一种或多种；和/或
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述金属有机框架材料的微孔率>95％，更优选为100％；和/或
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述金属有机框架材料通过包括如下步骤的方法制备得到：将包含苹果酸、金属无机盐和柱撑配体在溶剂...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲍宗必，陈富强，黄鑫磊，孙浩然，任其龙，杨启炜，张治国，
申请(专利权)人：浙江大学衢州研究院，
类型：发明
国别省市：
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