[发明专利]一种用油页岩废渣制备4A分子筛的方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种用油页岩废渣制备4A分子筛的方法。

二、背景技术

随着石油资源的日益减少，一些诸如油页岩等替代能源越来越受到重视。油页岩能源的主要利用方式是提炼页岩油。但由于油页岩中灰分所占比重达80%以上，油页岩炼化后会排放大量的油页岩废渣。以抚顺为例，每年排放的油页岩废渣约500万吨左右。大量的废渣长时间堆放在露天环境中，经历降水、淋滤、风化和自燃作用，会发生一系列的物理、化学反应，产生了大量的污染物并向外排放，造成了周围地区空气、土壤、地下水严重污染。油页岩废渣中含有50~70%SiO₂，10~25%Al₂O₃。SiO₂和Al₂O₃总和占成分的70%以上，正是制备4A分子筛的主要原料，利用油页岩废渣制备4A分子筛使其变废为宝，是一种行之有效的办法。4A分子筛是一种碱金属硅铝酸盐，能吸附水、NH₃、H₂S、二氧化硫、二氧化碳、C₂H₅OH、C₂H₆、C₂H₄等临界直径不大于4A的分子。广泛应用于气体、液体的干燥，也可用于某些气体或液体的精制和提纯，如氩气的制取。

三、发明内容

本发明的目的是提供一种用油页岩废渣制备4A分子筛的方法，采用该方法可使油页岩废渣变废为宝，从而解决占用土地及环境污染问题，同时更好的达到油页岩综合利用的目的。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

①将油页岩废渣破碎至200目；

②按照SiO₂/Al₂O₃摩尔比为1-6:1，Na₂O/SiO₂摩尔比为2-6:1，将油页岩废渣、氧化铝粉和氢氧化钠混合均匀，破碎；

③将步骤②所得混合料在500℃-1100℃温度下煅烧1-5小时；

④将步骤③所得熟料破碎至200目；

⑤按照水/Na₂O摩尔比为25-75:1，将步骤④所得熟料加入水中；

⑥在20℃-60℃温度下，陈化5-36小时；

⑦升高温度至60℃-120℃，晶化6-16小时；

⑧过滤即得4A分子筛产品。

上述步骤③中的混合料是在马弗炉中进行煅烧。

本发明是一种加碱煅烧方法，主要针对油页岩废渣中硅大多以石英形态存在，活性较低，难以与液态碱反应的问题，可以使碱在熔融状态下与废渣进行合成，从而生成4A分子筛。采用该方法可使油页岩废渣得到充分利用，提高了利用率，增加了经济效益，变废为宝的同时避免了废渣的大量堆积，减少了土地的占用量，降低了环境污染。本方法工艺过程简单，投资小，成本低，是一种极具前景的油页岩废渣精细化工、综合利用产业化方法。

四、具体实施方式

实施例1：

①将油页岩废渣破碎至200目；

②按照SiO₂/Al₂O₃摩尔比为3:1，Na₂O/SiO₂摩尔比为4:1，将油页岩废渣、氧化铝粉和氢氧化钠混合均匀，破碎；

③将步骤②所得混合料放入马弗炉中在750℃温度下煅烧3小时；

④将步骤③所得熟料破碎至200目；

⑤按照水/Na₂O摩尔比为60:1，将步骤④所得熟料加入水中；

⑥在20℃温度下，陈化10小时；

⑦升高温度至100℃，晶化6小时；

⑧过滤即得4A分子筛产品。

实施例2：

①将油页岩废渣破碎至200目；

②按照SiO₂/Al₂O₃摩尔比为2:1，Na₂O/SiO₂摩尔比为3:1，将油页岩废渣、氧化铝粉和氢氧化钠混合均匀，破碎；

③将步骤②所得混合料放入马弗炉中在600℃温度下煅烧2小时；

④将步骤③所得熟料破碎至200目；

⑤按照水/Na₂O摩尔比为70:1，将步骤④所得熟料加入水中；

⑥在60℃温度下，陈化18小时；

⑦升高温度至110℃，晶化16小时；