[发明专利]一种疏水硅胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性硅胶吸附剂的制备方法，特别是用于吸附烃类的疏水硅胶的制备方法。可用于油气回收、溶剂回收、及催化剂载体使用领域。特别是PSA法油气回收所用吸附剂的制备方法。

背景技术

在原油、汽油、一些化工溶剂如苯、甲苯、二甲苯生产车间、涂料等有机化合物中，含有或具有挥发性很大的轻烃类组分，原油在开采、运输、储存、中转、加工以及加工产品(汽油、柴油等)的运输、中转、销售等过程中，都有大量的油蒸汽(油气)逸散到大气中，这里提到的油蒸汽通常称为VOCs，也称为非甲烷烃。铁路油罐车、汽车油罐车、油船等多数是敞口式上部装油，特别是在汽油装卸过程中，油罐与卡车接口并不严格密封，也无收集系统，油气损耗甚大。

这些逸散到空气中的油气使大量的能源浪费，造成巨大的经济损失，同时也降低了油品的质量。由于油气的爆炸极限为1％～6％，逸散油气设施周围的油气浓度很容易达到爆炸极限，聚集在地面附件的高浓度油气给企业和消费者带来了极大的危险隐患，在油品罐区、发油区最容易发生爆炸事故。另外，地面附近的油气造成了环境污染，对周围的人体健康造成了危害。空气中的油气在较低浓度时，经过紫外线照射就可以和氧发生反应生成氧化物，引起光化学烟雾。

油气回收的技术中，变压吸附(PSA)或变温变压吸附(PTSA)是一种较为普遍的技术，由于其具有操作维护方便，净化效率高，得到了广泛的普及，这使得优良的油气回收吸附剂研究成为重点。要使得吸附剂适合变压吸附技术必须使得吸附剂同时具有优良的吸附和解吸的性能，另外吸附剂必须廉价，这样才能得到广泛应用。

可用于油气吸附的吸附剂主要有活性炭、活性炭纤维、硅胶、沸石等。专利CN 2597058中提到的吸附剂采用活性炭或活性炭纤维，活性炭或活性炭纤维吸附量大，可使排气的浓度达到任何较为苛刻的要求。专利WO 96/04978变压吸附装置中的吸附剂采用多孔的活性炭；而日本专利特开平9-141039则选用特种硅胶作为吸附剂。

专利CN 2597058中采用的活性炭或活性炭纤维虽然吸附量大，但其缺点是显而易见的，正如专利CN 1334313中所提到的，活性炭吸附油气要放出大量的吸附热，从而使炭发生结焦现象，特别是当油气浓度较高时，活性炭的床层极易产生局部过热的现象，在有氧存在的情况下，吸附剂有发生自燃的危险，从而使装置或吸附剂的质量要求过高，费用增加。活性炭纤维的吸附量最大，但价格昂贵，而且只有在高温下解吸才彻底，这两种因素限制了其在油气回收领域的应用。

日本专利特开平9-141039选用硅胶作为吸附剂，消除了发生自燃的危险性。但普通硅胶有其局限性，硅胶是由硅氧化合物组成的多聚体，其表面含有约5％的羟基，极易与水分子结合，通常作为干燥剂使用。作为吸附剂是就存在水分子与被吸附污染物的竞争吸附问题，而且硅胶在吸附过量的水分子后，由于膨胀力使得硅胶的刚性结构遭到破坏，产生破碎，给PSA吸附工艺造成影响，同时也使得硅胶作为载体的应用遭到受限。

对硅胶进行疏水化改性已经有多种方法，专利CN 1031822A采用硅胶粉和硅溶胶混和老化后制得一种耐水硅胶，但这种方法制备得硅胶其比表面积仅为50～250m²/g，其作为吸附剂来讲，比表面积较低，并不适合作为油气回收吸附剂。专利CN1248226A也提出了一种疏水硅胶的制备方法，其方法是在酸性条件下(pH＜1)，用有机硅化合物处理硅水凝胶，形成100～450m²/g的疏水硅胶，此种方法制备得硅胶同样比表面积较低而且制备复杂。专利CN 1265050A是将硅胶进行热改性，或添加第二组分后进行热改性得到一种疏水硅胶。此方法处理过程较多，费用较高，对硅胶的比表面积影响较大。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种简便快捷的疏水硅胶制备方法。

本发明疏水硅胶的制备过程包括以下内容：

(1)采用任何已知的方法，将酸与硅酸钠混和，成为二氧化硅水溶胶。

(2)在(1)所述的二氧化硅水溶胶中添加一种或几种有机化合物，搅拌，陈化，水洗。

(3)对(2)的硅胶进行脱水及脱除游离有机化合物，得到成品。