描述了一种制备支撑的气体分离膜的方法，所述方法包括：由包含铝源、磷源、硅源、至少一种有机模板剂和水的合成混合物制备晶种；将所述晶种施用于多孔载体，以产生带有晶种的多孔载体；使所述带有晶种的多孔载体与合成凝胶在水热合成条件下接触，以产生涂覆的多孔载体；和煅烧所述涂覆的多孔载体。还描述了通过这种方法制备的支撑的气体分离膜。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制备支撑的气体分离分子筛膜的方法。
技术介绍
气体分离技术在许多领域中是很重要的，和在天然气处理领域中是特别重要的。 许多天然气来源还含有可能损害用于生产和输送天然气的设备的污染物。二氧化碳(CO2) 和其它酸性污染物如硫化氢(H2S)和羰基硫(COS)是天然气的有害组分。优选将这些污染物从天然气中分离出来，因为它们的存在降低了天然气的能量值，并且在水的存在下它们是酸性的和有腐蚀性。在水的存在下过量CO2会损害管道和处理系统，因此必须在制备期间将其脱除。US 7，316，727描述了一种可以在多孔载体上制备的气体分离分子筛膜。气体混合物流过多孔载体和通过膜气体分离为不同的组分。所述专利描述了所述膜和制备所述膜的方法。所述膜由SAP0-34晶体(硅铝磷酸盐)制成。制备所述膜的方法包括制备合成凝胶混合物，所述合成凝胶混合物然后用于形成SAP0-34晶体。所述合成凝胶混合物包括铝源、磷源、硅源、一种或多种有机模板剂和水。所述专利描述了所应用的铝源包括烷氧基铝如异丙氧基铝、假勃姆石、以及晶体或无定形铝磷酸盐、三水铝矿、铝酸钠或三氯化铝。US 7, 316，727在此处作为参考全文引用。
技术实现思路
本专利技术提供一种制备支撑的气体分离膜的方法，所述方法包括由包含铝源、磷源、硅源、至少一种有机模板剂和水的合成混合物制备晶种；将所述晶种施用于多孔载体， 以产生带有晶种的多孔载体；使所述带有晶种的多孔载体与合成凝胶在水热合成条件下接触，以产生涂覆的多孔载体；和煅烧所述涂覆的多孔载体，其中在(a)或(c)至少一个步骤中的铝源为氢氧化铝。本专利技术还提供一种制备支撑的气体分离膜的方法，所述方法包括由包含铝源、磷源、硅源、至少一种有机模板剂和水的合成混合物制备晶种；将所述晶种施用于多孔载体， 以产生带有晶种的多孔载体；使所述带有晶种的多孔载体与合成凝胶在水热合成条件下接触，以产生涂覆的多孔载体；和煅烧所述涂覆的多孔载体，其中在(a)或(c)至少一个步骤中的铝源为纯度小于99%的异丙氧基铝。本专利技术在一个实施方案中提供由上述一种方法制备的支撑的气体分离膜。本专利技术还提供包含SAP0-34晶体的支撑的气体分离膜。另外，本专利技术还提供一种从包含第一气体组分和第二气体组分的气体混合物中分离出第一气体组分的方法，所述方法包括提供由权利要求1的方法制备的具有进料侧和渗透侧的气体分离分子筛膜，其中所述进料侧具有原料入口和渗余相出口 ；其中相对于第二气体组分，所述气体分离分子筛选择性渗透第一气体组分；将所述气体混合物引入原料入口，从气体分离分子筛膜的渗透侧获得渗透相物流，和从渗余相出口获得渗余相物流，其中所述渗余相物流贫含第一气体组分，和所述渗透相物流富含第一气体组分。 附图说明图1给出了单个管状支撑的气体分离膜的剖面。 具体实施例方式本专利技术提供一种应用较低成本材料制备支撑的气体分离分子筛膜的方法。所述方法包括由包含铝、磷、硅、一种或多种有机模板剂和水的合成混合物制备晶种。这些晶种用于后续步骤中在多孔载体上长成分子筛膜。铝源可以包括烷氧基铝如异丙氧基铝、磷酸铝、氢氧化铝、铝酸钠、硫酸铝、三氯化铝、氧化铝和假勃姆石。优选的铝源为异丙氧基铝和氢氧化铝。US 7，316，727教导应用包含大于99. 99%异丙氧基铝的极纯铝源。这种形式的异丙氧基铝是昂贵的，和优选找到可应使用的其它铝源。 在本专利技术的一个实施方案中，可以应用略微不纯的异丙氧基铝形式如98 %的异丙氧基铝作为铝源。在一个实施方案中，氢氧化铝可以用作铝源。磷源可以包括磷酸。磷源可以包括有机磷酸酯如磷酸三乙酯、以及晶体或无定形铝磷酸盐。硅源可以包括二氧化硅溶胶。合适的硅源还包括热解二氧化硅、反应性固体无定形沉积二氧化硅、二氧化硅凝胶、硅的烷氧化物(硅酸或碱金属硅酸盐)。硅源可以以胶体形式引入。有机模板剂(R)可以包括季铵模板剂。模板剂可以选自二丙胺(DPA)、环己胺 (CHA)、四丙基氢氧化铵、四丙基溴化铵、四丁基氢氧化铵、四丁基溴化铵、四乙基氢氧化铵 (TEAOH)、四乙基溴化铵或它们的组合。合成混合物可以以相对量包含所述组分，从而使合成凝胶混合物的组成具有如下摩尔比1 Al2O3 a P2O5 b SiO2 c R d H2O其中a 为 0. 01-52 ；b 为 0. 03-196 ；c 为 0. 2-5 ；和 d 为 20-300。将合成混合物搅拌和加热以形成晶种。通过离心、过滤或其它分离方法从所述合成混合物中移除晶种。然后使晶种干燥。在一个实施方案中，将所述晶种煅烧。在350-800°C、优选400-600°C的温度下煅烧所述晶种。煅烧加热速率优选为0. 1-30C /min，和更优选为 0. 5-20C /min。煅烧冷却速率优选为0. 1-5°C /min，和更优选为1_3°C /min。晶种通常为粒度为0. 1-8 μ m的立方体或长方体晶体。在一个实施方案中，合成混合物包含99. 99 %的Al (I-C3H7O) 3作为铝源和晶体的平均直径为约0. 7-4 μ m。在一个实施方案中，合成混合物包含98%的Al (i_C3H70)3作为铝源和晶体的粒度类似于应用99. 99% 异丙氧基铝作为铝源时获得的晶体的粒度。在一个实施方案中，合成混合物包含Al(OH)Jt 为铝源和晶体的平均直径为约1-8 μ m,更典型地为约4-8 μ m。在一个实施方案中，搅拌铝源、磷酸和去离子水以形成从视觉上看近乎均相的合成混合物溶液。将混合物搅拌5分钟至6小时，优选为0.2-4小时。然后加入胶态二氧化硅，和搅拌所形成的溶液附加的时间段。所述附加的搅拌时间可以为5分钟至6小时，优选为0.2-4小时。向溶液中加入有机模板剂，和再搅拌溶液另一时间段。可以将溶液搅拌2 小时至7天，优选为3小时至5天。将溶液置于高压釜中，和在220°C下保持24小时。然后将溶液冷却至室温，和离心或过滤以分离出晶种，然后将晶种用去离子水洗涤。这一过程可以按需要重复进行。然后将所沉积的晶种干燥，和在400-600°C的温度下煅烧1-24小时， 煅烧时间取决于所应用的煅烧温度。所应用的煅烧温度越高，所使用的煅烧时间可以越短。 煅烧的加热和冷却速率优选分别为1_2°C /min。然后将上面步骤中所形成的晶种施用于多孔载体。多孔载体可以为适合用于制备支撑分子筛膜的任何形状或几何结构。多孔载体能够具有在其上沉积的分子筛晶种的薄的、致密且连续的层。多孔载体的制备方式使其对气体明显可渗透。对于从中流过的低分子量烃如甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、乙炔、丙烯和无机化合物如氢、氧、二氧化碳、硫化氢、羰基硫、二硫化碳和水来说，所述载体的阻力如果有也应该非常小。多孔载体可从为任何合适的几何结构，例如平面或曲面板，其具有界定所述板厚度的上表面和下表面。所述载体可以为管状，例如圆形、方形、矩形和多边形管状，所述管具有界定壁厚的内表面和外表面。所述内表面界定了管状通道。在一个实施方案中，多孔载体为内径高达20mm、但更典型为l_8mm的圆形管道。 在多孔载体为非圆形管的实施方案中，最大内部横截面尺寸可以高达10mm，但更典型地为 l-8mm。在一个实施方案中，管状载体可以为0. 05-3米长，但管状载体的典型长度为 0.2-2米本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：B·D·穆雷，P·J·威廉姆斯，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：
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