一种分离含氙气和二氧化碳混合气的方法

本发明涉及气体分离，具体涉及一种分离含氙气和二氧化碳混合气的方法。

背景技术：

1、近60年前，氙气对人体的麻醉特性首次被描述。氙气是一种理想麻醉剂，与目前常用麻醉气体一氧化二氮相比，具有诸多医疗与环境优势，例如麻醉诱导快，苏醒快，不易受生物转化的影响，是目前对心血管影响最小的一种麻醉剂。然而，将氙气引入临床医疗体系的最大问题是医疗成本增加。氙气价格昂贵(每标方约30000～60000美元)，仅能通过空气深冷分离得到，工艺耗能较高。氙气以非常低的浓度(0.0000087％)存在于大气中，市场供应量极其受限。病人呼出麻醉氙气的同时，也不断呼出二氧化碳，因此在闭路循环系统中会不断积累二氧化碳，达到一定浓度后，会造成二氧化碳中毒，因此需要将闭路循环系统中的二氧化碳及时去除。

2、wo1998/018718a1公开了一种深冷回收麻醉尾气中氙气的方法，首先利用5～30％丙酮氢氧化钾溶液将二氧化碳吸收，然后再进行深冷分离，氙气回收率为90～92％。ru2238113c1公开了一种深冷回收氙气的方法。美国praxair technology inc和英国uwsventures ltd对深冷过程进行优化，分别从低温液体或气流中回收氙气(us20040096147a1)和两级深冷耦合法(wo2004/060459a1)。尽管利用氙气与其他气体组分相变温度的不同可以实现氙气回收，但存在分离工艺流程复杂，操作成本高等问题。

3、吸附分离技术通常可以得到高纯度的产品，不涉及相转化，可显著降低氙气循环利用的能耗，操作也更为简单，是一种更经济可靠的技术路线。由于具有高度可设计和可调节的孔径和化学性质，金属有机框架材料(mof)作为新一代多孔材料，在解决当前与能源和环境可持续性相关的挑战方面具有巨大的潜力。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种能够在常温下对含氙气和二氧化碳混合气中二氧化碳和/或水蒸气具有高吸附量和高选择性的方法。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种分离含氙气和二氧化碳混合气的方法，该方法包括：

3、将含氙气和二氧化碳混合气与气体吸附剂进行接触吸附，得到纯化后的含氙气气体；

4、所述气体吸附剂采用以下方法制备得到：

5、在溶剂存在下，将碱式碳酸锌、草酸和3-甲基-1,2,4-三氮唑进行混合反应，得到所述气体吸附剂；所述碱式碳酸锌、所述草酸和所述3-甲基-1,2,4-三氮唑的用量质量比为1：0.8-1.2：4.0-4.5。

6、本发明提供的气体吸附剂是分离含氙气和二氧化碳混合气的理想分离材料，对二氧化碳具有高选择性、高吸附容量以及长时间的稳定性，能够大大提升分离效率。

7、本发明优选将气体吸附剂用于含氙气的医疗麻醉尾气中，本发明提供的气体吸附剂能够脱除麻醉尾气中的二氧化碳和水蒸气，而未吸附的氙气、氮气和氧气能够直接循环利用，能够实现从呼出的医疗麻醉尾气中一步吸附co2和水蒸气，显著降低设备投资和占地面积，对于医疗麻醉氙气在线循环利用具有良好的应用前景。

技术特征：

1.一种分离含氙气和二氧化碳混合气的方法，其特征在于，该方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接触吸附的温度为10-30℃，压力为1-3bar。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，气体吸附剂的窗口直径为

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述气体吸附剂在298k，1bar条件下对二氧化碳的吸附量≥70.1cm3/g；

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在298k，100kpa条件下，所述气体吸附剂对含氙气和二氧化碳混合气中二氧化碳的选择性在1.8×107以上。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述含氙气和二氧化碳混合气中的氙气和二氧化碳的体积比为51-84：5。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述含氙气和二氧化碳混合气中还含有水蒸气，所述气体吸附剂能够吸附所述水蒸气。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述含氙气和二氧化碳混合气为含氙气的医疗麻醉尾气，所述医疗麻醉尾气中含有：62-67v％的氙气，24-28v％的氧气，2-4v％的氮气，4-6v％的二氧化碳，0.5-1.5v％的水蒸气。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述混合反应的条件满足：温度为150-180℃，时间为24-48h。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述溶剂为水和/或乙醇。

技术总结本发明涉及气体分离技术领域，公开了一种分离含氙气和二氧化碳混合气的方法，该方法包括：将含氙气和二氧化碳混合气与气体吸附剂进行接触吸附，得到纯化后的含氙气气体；所述气体吸附剂采用以下方法制备得到：在溶剂存在下，将碱式碳酸锌、草酸和3‑甲基‑1,2,4‑三氮唑进行混合反应，得到所述气体吸附剂；所述碱式碳酸锌、所述草酸和所述3‑甲基‑1,2,4‑三氮唑的用量质量比为1：0.8‑1.2：4.0‑4.5。本发明提供的方法能够在常温下对含氙气和二氧化碳混合气中二氧化碳和/或水蒸气具有高吸附量和高选择性，能够实现从呼出的医疗麻醉尾气中一步吸附CO<subgt;2</subgt;和水蒸气，对于医疗麻醉氙气在线循环利用具有良好的应用前景。技术研发人员：彭云雷,彭晓婉,赵莉,迟钊旭,陈光进受保护的技术使用者：中国石油大学（北京）技术研发日：技术公布日：2024/9/2