專利名稱：硅鋁膠凝膠粒產(chǎn)品及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硅化工生產(chǎn)領(lǐng)域，改進了一種硅鋁膠凝膠粒產(chǎn)品。其屬于無機化工生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
在石油化工生產(chǎn)工程中，經(jīng)常使用脫硫劑來對石油原料進行脫硫干燥。一般都采用硅鋁膠，其都是由在煤油等非極性有機溶劑中而制成的。這種硅鋁膠都是無定形的，或成球型度差，易磨損，外觀粗糟黯淡，尤其是制造中耗用大量煤油或有機溶劑，容易造成環(huán)境污染。而且該膠造粒后的處理工藝相當(dāng)繁瑣，必須經(jīng)過“熱液漂油”工藝以除去硅鋁膠中的夾帶煤油，其工序操作相當(dāng)麻煩。而且，由于油/水的界面壓力作用，會造成該膠粒成球率低且強度不夠，易破碎。
本發(fā)明的目地是要提供一利硅鋁膠凝膠粒產(chǎn)品及其制造生產(chǎn)方法。該凝膠粒產(chǎn)品具有骨架強度高，球形度好，耐磨損的特點。而且具有以下性能技術(shù)指標平均比表面積450-800m2/g，平均孔容0.3-0.6ml/g，平均孔徑0.0015-0.0035μ，在相對濕度20％下，吸附5-15％，在相對濕度80％下，吸附30-50％。該生產(chǎn)方法通過噴射造粒裝置，將硅鋁水溶膠在空氣中成型制成球形的硅鋁膠凝膠粒(以下簡稱凝膠粒)，再設(shè)計一系列后處理工藝。
本發(fā)明的任務(wù)是由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，研制了一種硅鋁膠凝膠粒產(chǎn)品，其是在混旋式造粒裝置中，由硅酸鈉溶液與酸化無機酸鋁溶液，進行逐級反應(yīng)并經(jīng)該造粒裝置的噴嘴設(shè)備噴射至空氣中，進而縮聚成型生成硅鋁膠凝膠粒，該凝膠粒再經(jīng)老化、酸化、水洗、表面處理和干燥處理的一系列工藝處理，從而得到的球形顆粒狀的硅鋁膠凝膠粒，該凝膠粒的含有
鍵壁構(gòu)型，其中，該凝膠粒的SiO2含量在89.5-98％(W/W)，Al2O3含量在9-0.5％(W/W)，平均粒度0.5-8mm。
本硅鋁膠凝膠粒產(chǎn)品所述的球形顆粒狀硅鋁膠凝膠粒，其性能技術(shù)指標為平均比表面積450-800m2/g，平均孔容0.3-0.6ml/g，平均孔徑0.0015-0.0035μ，在相對濕度20％下，吸附5-15％，在相對濕度80％下，吸附30-50％。
本硅鋁膠凝膠粒產(chǎn)品的生產(chǎn)方法是將含SiO2在8-22％(Wt)的硅酸鈉溶液與含Al2(SO4)3在0.3-12％(Wt)的酸化無機酸鋁溶液，在混旋式造粒裝置中，按一定流量泵入該造粒裝置中，在反應(yīng)工作壓力0.1-1.0Mpa，反應(yīng)溫度5-35℃，反應(yīng)PH值7-12的工藝條件下，逐級反應(yīng)并經(jīng)該造粒裝置的噴嘴噴射至空氣中，進而縮聚成型生成球形顆粒狀硅鋁膠凝膠粒，諸該凝膠粒的后處理工藝如下
(一)老化穩(wěn)定處理
將上述諸該凝膠粒置入盛有堿性溶液的老化罐中，控制浸泡時間1-6小時，浸泡溫度30-60℃，控制浸泡PH值7-11；
(二)酸化處理
將(一)中處理的諸該凝膠粒再置入盛有酸化液的酸化罐中，控制浸泡時間0.5-10小時，浸泡溫度30-60℃；
(三)水洗處理
將(二)中處理的諸該凝膠粒再置入水洗槽中，用凈水沖洗，控制保持水溫在20-70℃；沖洗2-15次，每次沖洗時間1-6小時，或串罐沖洗，其時間6-30小時；每次沖洗完畢后測試該凝膠粒的PH值3-7，當(dāng)測得比電阻值＞3000Ω·cm時為止；
(四)表面處理
將(三)中處理的諸該凝膠粒再置入盛有表面活性劑溶液的活化槽中，控制浸泡時間1-24小時，所用的浸泡液含表面活性劑的濃度0.01-2％(Wt)，該浸泡液為具有表面張力小于40達因/cm的水溶液；
(五)干燥處理
將(四)中處理的諸該凝膠粒再置入烘干室內(nèi)，控制烘干熱風(fēng)的送風(fēng)時間3-72小時，熱風(fēng)溫度60-180℃。
本硅鋁膠凝膠粒產(chǎn)品的生產(chǎn)方法所述的酸化無機酸鋁溶液，其為無機酸與硫酸鋁溶液配制而成，其中含硫酸8-20％(Wt)，或含鹽酸6-15％(Wt)，或含硝酸10-26％(Wt)，和含硫酸鋁0.3-12％(Wt)，
本硅鋁膠凝膠粒產(chǎn)品的生產(chǎn)方法所述的酸化液，其液內(nèi)含有硫酸0-6％(Wt)，和/或硫酸鋁0-10％(Wt)。
本硅鋁膠凝膠粒產(chǎn)品的生產(chǎn)方法所述的表面活性劑，其選用辛烷基聚氧乙烯醚，脂肪醇聚氧乙烯硅烷醚，脂肪醇聚氧乙烯醚，即“平平加”，脂肪酸酰胺聚氧乙烯，“泡絲劑M”，“色漿綠FB”，聚乙二醇，氟碳，其中的一種或幾種，制成水溶液使用之。
本發(fā)明的硅鋁膠凝膠粒產(chǎn)品及其生產(chǎn)方法，其優(yōu)點在于由于本硅鋁膠凝膠粒骨架結(jié)構(gòu)的
鍵壁構(gòu)型，決定了該凝膠粒表面極性強，表面活性就強，對硫OH基有較強的吸附能力，因此，特別適用于天然氣等燃氣的脫硫脫水處理上。本發(fā)明在原料上，采用酸化無機酸鋁溶液(酸化硫酸鋁溶液)與硅酸鈉在專利CN95233839.4號文獻所公開的混旋式造粒裝置中旋流反應(yīng)，并在噴嘴中形成液流，在該液流噴離噴嘴孔處，由于表面張力的作用在空氣中，由硅酸鋁和正硅酸縮聚而成為0.5-8mm的球形度高的硅鋁膠凝膠粒，其反應(yīng)式為；。其中，酸化無機酸鋁溶液的配制是由無機酸與硫酸鋁溶液混配而成的。該無機酸鋁溶液中，含有硫酸8-20％(Wt)，或含有鹽酸6-15％(Wt)，或含有硝酸10-26％(Wt)和含有硫酸鋁；0.3-12％(Wt)。采用酸化無機酸鋁溶液(酸化硫酸鋁溶液)是用來保證形成的硅鋁凝膠粒中氧化鋁含量在0.5-9％，從而構(gòu)成-[Si-O-Al]-鍵壁的微孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
在對硅鋁膠凝膠粒后處理過程中，酸化處理尤為重要。球形顆粒狀的硅鋁膠凝膠粒經(jīng)過老化處理，得到穩(wěn)定的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，孔空隙間通達，孔容適中，但凝膠粒骨架中Al3+結(jié)合的Al-O鍵較Si-O鍵為弱，有必要在酸化處理中加強Al-O鍵，故在酸化液中再加硫酸鋁，以對凝膠骨架進行補鋁增鋁的強化效應(yīng)，以防止凝膠骨架中Al3+在水洗時被洗脫，從而保證Al2O3含量達標。當(dāng)Al2O3含量需要在較低值時，可以使酸化液中僅含硫酸，這樣，經(jīng)酸化處理的凝膠粒，含其Al2O3量就就可較低，如實例2所述。本發(fā)明所設(shè)計的凝膠粒含Al2O3量的幅度范圍是通過酸化處理而達到穩(wěn)定狀態(tài)的。
在水洗處理工藝中，利用溫水將凝膠粒網(wǎng)狀孔隙中的Na+，H+，SO42-，以及多余的Al3+沖洗出去。由于導(dǎo)電的Al3+存在，水洗程度可依據(jù)測試凝膠粒的比電阻值來確定水洗終止標準。本發(fā)明是由上海產(chǎn)電導(dǎo)率儀-DDS-11A型來測得的，當(dāng)測定比電阻值大于3000Ω·cm時，即可停止水洗。
由于對凝膠粒進行了一系列的老化、酸化、水洗、表面處理和干燥處理，由于上述各處理工藝的相互補充協(xié)同作用，使得本硅鋁膠凝膠粒獲得球形度好的顆粒狀硅鋁膠產(chǎn)品其中SiO2含量在89.5-98％(重量比)，Al2O3含量在9-0.5％(重量比)，平均粒度0.5-8mm。其性能技術(shù)指標為平均比表面積450-800m2/g，平均孔容0.3-0.6ml/g，平均孔徑0.0015-0.0035μ，在相對濕度20％下，吸附5-15％，在相對濕度80％下，吸附30-50％。
本發(fā)明的實施例通過下列表1，表2表現(xiàn)出來。本發(fā)明的保護范圍不僅局限于下列實施例中。
在實施本發(fā)明的硅鋁膠凝膠粒的生產(chǎn)方法中，首先將硅酸鈉溶液配制成含SiO28-22％(Wt)，如表1所列原料溶液的濃度。其次將酸化無機酸鋁溶液配制成含硫酸鋁(Al2(SO4)3)0.3-12％(Wt)，如表1所列原料溶液的濃度。再分別將兩原料溶液泵入混旋式造粒裝置中，按一定流量且控制反應(yīng)工作壓力在0.1-1.0Mpa，反應(yīng)溫度5-35℃，反應(yīng)PH值7.5±0.2的工藝條件下(具體如表1所列制膠條件)，兩原料溶液經(jīng)逐級反應(yīng)，直至噴射到空氣中，進而縮聚成球形度好的顆粒狀硅鋁膠產(chǎn)品，諸該凝膠粒的后處理工藝如表1所列條件進行(下轉(zhuǎn)第5頁)
表1
本發(fā)明硅鋁膠凝膠粒的生產(chǎn)方法中，水洗處理工藝中測定水洗終止的方法是
(1)稱取定量該凝膠粒，放入塑料袋中研磨碎后，全部倒入燒杯中；
(2)加入3倍重量的蒸餾水，攪拌均勻，靜置3-10分鐘，再攪拌1-2次，再靜置3-10分鐘；
(3)取上清液，用上海產(chǎn)PHS-3C型精密PH計，測該液的PH值；
(4)取上清液，用上海產(chǎn)DDS-11A型電導(dǎo)率儀測該液的電導(dǎo)率。
本發(fā)明硅鋁膠凝膠粒的生產(chǎn)方法中的干燥處理是將上述12批次的該凝膠粒，或裝入平盤中攤平40mm厚層，在烘干室(箱)內(nèi)烘干；或攤平在網(wǎng)帶輸送帶或裝盤架車上，攤平厚層有25-30mm，在烘干隧道中烘干，其中烘干熱風(fēng)溫度為60-180℃，烘至該凝膠粒含水量＜2％，即得硅鋁膠凝膠粒的成品產(chǎn)品，其分析測驗結(jié)果如表2所列(下轉(zhuǎn)第7頁)
表權(quán)利要求
1、一種硅鋁膠凝膠粒產(chǎn)品，其特征在于在混旋式造粒裝置中，由硅酸鈉溶液與酸化無機酸鋁溶液，進行逐級反應(yīng)并經(jīng)該造粒裝置的噴嘴設(shè)備噴射至空氣中，進而縮聚成型生成硅鋁膠凝膠粒，該凝膠粒再經(jīng)老化、酸化、水洗、表面處理和干燥處理的一系列工藝處理，從而得到的球形顆粒狀的硅鋁膠凝膠粒，該凝膠粒的SiO2含量在89.5-98％(重量比)，Al2O3含量在9-0.5％(重量比)，平均粒度0.5-8mm；所述的球形顆粒狀硅鋁膠凝膠粒，其性能技術(shù)指標為平均比表面積450-800m2/g，平均孔容0.3-0.6ml/g，平均孔徑0.0015-0.0035μ，在相對濕度20％下，吸附5-15％，在相對濕度80％下，吸附30-50％。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述硅鋁膠凝膠粒產(chǎn)品，其特征在于所述的球形顆粒狀硅鋁膠凝膠粒，其性能技術(shù)指標為平均比表面積615-783m2/g，平均孔容0.454-0.536ml/g，平均孔徑0.0024-0.0037μ，在相對濕度20％下，吸附7.80-11.56％，在相對濕度80％下，吸附39.9-50.36％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種硅鋁膠凝膠粒產(chǎn)品及其生產(chǎn)方法。該方法采用硅酸鈉溶液與酸化無機酸鋁溶液,在混旋式造粒裝置中,制成球形凝膠粒,再經(jīng)一系列老化,酸化,水洗,活化表面,干燥等處理工藝,制得含上式鍵壁的球形顆粒狀硅鋁膠凝膠粒。該膠粒含SiO2:89.5—98%,Al2O3:0.5—9%,平均粒度:0.5—8mm,平均比表面積:450—800m2/g,平均孔容在0.3—0.6ml/g,平均孔徑:0.0015—0.0035μ,在相對濕度20%下,吸附:5—15%,在相對濕度80%下,吸附量:30—50%。
文檔編號B01J20/30GK1206020SQ9710598
公開日1999年1月27日 申請日期1997年7月21日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月21日
發(fā)明者張崇岷, 李建設(shè), 胡熙美 申請人:青島海洋化工集團公司