一种孔径可调控催化剂载体硅胶的制备方法

摘要

本发明涉及一种孔径可调控催化剂载体硅胶的制备方法。其技术方案是：主要是采用硅酸钠溶液和硫酸溶液为原料，在硅酸钠溶液和硫酸溶液中分别加入自我开发的晶型控制剂，经合成反应造粒成凝胶粒，将凝胶粒通过恒温加热器加热落入接收器中，添加固结剂溶液使硅胶凝胶粒完成固态转化，之后采用热处理、老化、酸泡、碱泡、水洗、表面改性、烘干工艺制得孔径可调控催化剂载体硅胶。有益效果是：加快了凝胶球的成核速度，同时晶核内的液态水经加热轻微膨胀，克服了由于重力导致晶核产生的形变，保证了硅胶凝胶粒孔径分布的均匀性；由于在固化过程中添加固结剂，使得孔径可调控催化剂载体硅胶凝胶粒骨架完成固化。

权利要求

1.一种孔径可调控催化剂载体硅胶的制备方法，其特征是由以下步骤制成：主要是采用硅酸钠溶液和硫酸溶液为原料，在硅酸钠溶液和硫酸溶液中分别加入晶型控制剂，经合成反应造粒成凝胶粒，将凝胶粒通过恒温加热器加热落入接收器中，添加固结剂溶液使硅胶凝胶粒完成固态转化，之后采用90-95℃饱和蒸汽热处理，采用老化剂为1,4-丁炔二醇溶液进行老化，通入质量比为0.5-1:100的乙酸溶液进行酸泡处理，酸泡处理完后放掉酸泡剂溶液，添加质量比为0.5-1.0：100的三乙醇胺溶液进行碱泡处理，再水洗，水洗后放掉水洗水，打入质量百分比浓度为0.2-0.8：100的十二烷基硫酸钠溶液进行表面改性，再烘干制得孔径可调控催化剂载体硅胶； 所述往硅酸钠溶液中添加的晶型控制剂为聚二甲基二烯丙基氯化铵，所述往硅酸钠溶液中添加的晶型控制剂与硅酸钠溶液的配比为0.5-3.0：100，上述为质量比；

所述往硫酸溶液中添加的晶型控制剂为三聚磷酸钠，

所述往硫酸溶液中添加的晶型控制剂与硫酸溶液的配比为0.8-6.5：100，上述为质量比；

所述恒温加热器为PLC控制的电恒温加热器；

所述在接收器中添加的固结剂为十六烷基三甲基溴化铵，

所述在接收器中添加的固结剂溶液的浓度为0.3-2.2：100，上述为质量比。

说明书

一种孔径可调控催化剂载体硅胶的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种化工产品制备方法，特别涉及一种孔径可调控催化剂载体硅胶的制备方法。

背景技术

[0002] 孔径可调控催化剂载体硅胶属于高新技术产品，目前已逐渐取代氧化铝载体、活性炭载体、浮石载体、硅藻土载体等传统催化剂载体，广泛用于石油化工、有机产品合成工业等领域。目前国内孔径可调控催化剂载体硅胶正处在研发阶段，国内孔径可调控催化剂载体硅胶主要依靠进口，急需要一种成熟可靠的孔径可调控催化剂载体硅胶制备方法问世，以生产出高质量的孔径可调控催化剂载体硅胶，满足市场需求。

发明内容

[0003] 本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种孔径可调控催化剂载体硅胶的制备方法，可以制造出孔径分布均匀，孔径可以调节（2-220nm），机械强度高，耐温性能好的催化剂载体硅胶，为国内石油化工、有机产品合成工业等领域提供性能优异的催化剂载体材料。

[0004] 其技术方案是由以下步骤制成：

[0005] 主要是采用硅酸钠溶液和硫酸溶液为原料，在硅酸钠溶液和硫酸溶液中分别加入晶型控制剂，经合成反应造粒成凝胶粒，将凝胶粒通过恒温加热器加热落入接收器中，添加固结剂溶液使硅胶凝胶粒完成固态转化，

[0006] 之后采用90-95℃饱和蒸汽热处理，采用老化剂为1,4-丁炔二醇溶液进行老化，通入质量比为0.5-1:100的乙酸溶液进行酸泡处理，酸泡处理完后放掉酸泡剂溶液，添加质量比为0.5-1.0：100的三乙醇胺溶液进行碱泡处理，再水洗，水洗后放掉水洗水，打入质量百分比浓度为0.2-0.8：100的十二烷基硫酸钠溶液进行表面改性，再烘干制得孔径可调控催化剂载体硅胶；

[0007] 所述往硅酸钠溶液中添加的晶型控制剂为聚二甲基二烯丙基氯化铵，[0008] 所述往硅酸钠溶液中添加的晶型控制剂与硅酸钠溶液的配比为0.5-3.0：100，上述为质量比；

[0009] 所述往硫酸溶液中添加的晶型控制剂为三聚磷酸钠，

[0010] 所述往硫酸溶液中添加的晶型控制剂与硫酸溶液的配比为0.8-6.5：100，上述为质量比；

[0011] 所述恒温加热器为PLC控制的电恒温加热器；

[0012] 所述在接收器中添加的固结剂为十六烷基三甲基溴化铵，

[0013] 所述在接收器中添加的固结剂溶液的浓度为0.3-2.2：100，上述为质量比。

[0014] 本发明的有益效果是：由于在硅酸钠溶液中添加了晶型控制剂，通过控制晶型控制剂的添加量控制晶核形状和生长速度；由于在硫酸溶液中添加了晶型控制剂，通过控制晶型控制剂的添加量控制晶核形状和生长速度；由于在凝胶粒下落过程中采用PLC控制的电恒温加热器对凝胶粒进行微加热，加快了凝胶球的成核速度，同时晶核内的液态水经加热轻微膨胀，克服了由于重力导致晶核产生的形变，保证了硅胶凝胶粒孔径分布的均匀性；由于在固化过程中添加固结剂，使得孔径可调控催化剂载体硅胶凝胶粒骨架完成固化。

具体实施方式

[0015] 本发明的制备方法具体如下：以模数为3.3±0.02，铁含量≤0.02%的优质硅酸钠和纯度为99.5%，杂质含量低于10ppm的浓硫酸为原料，将硅酸钠进行化料后稀释，稀释浓度为35±2%，根据所需要的孔径值加入晶型控制剂聚二甲基二烯丙基氯化铵（添加量为0.5-3.0：100），并将混合液打入碱罐中；将浓硫酸用软化水稀释至25±2%，根据所需要的孔径值添加晶型控制剂三聚磷酸钠（0.8-6.5：100），并将混合液打入酸罐中。将碱罐和酸罐中的混合液分别打入碱计量罐和酸计量罐，碱计量罐和酸计量罐控温为35±3℃，搅拌速度为250r/min。碱计量罐压力控制在0.3±0.03MPa，酸计量罐压力控制在0.3±0.03MPa。
先开进酸阀，再开进碱阀，酸、碱进行合成反应，通过喷嘴生成凝胶粒，由于采用晶型控制剂，所述往硅酸钠溶液中添加的晶型控制剂为聚二甲基二烯丙基氯化铵，所述往硅酸钠溶液中添加的晶型控制剂与硅酸钠溶液的配比为0.5-3.0：100，上述为质量比；往硫酸溶液中添加的晶型控制剂为三聚磷酸钠，所述往硫酸溶液中添加的晶型控制剂与硫酸溶液的配比为0.8-6.5：100，上述为质量比；通过控制晶型控制剂的添加量控制晶核形状和生长速度。合成所得的凝胶粒在降落至接收器过程中通过PLC控制的电恒温加热器内腔（温度为
55±5℃，长度根据所需粒径不等）落入接收器中，通过电恒温加热器的微加热作用，加快凝胶球的晶核成核速度，同时晶核内的液态水经加热轻微膨胀，克服了由于重力导致晶核产生的形变，保证了硅胶凝胶粒孔径分布的均匀性。落入接收器的凝胶粒经过一定浓度（根据需要可以调节，浓度为0.3-2.2%，温度为65±5℃）固结剂溶液的浸泡，浸泡时间为3-3.5小时，完成硅胶凝胶粒固态化。

[0016] 之后，放掉接收器内固结剂溶液，在接收器内打入纯水，采用90-95℃饱和蒸汽通入接收器，热烘5-6小时，将固态化完成的硅胶凝胶粒通过热处理进行扩孔处理，使硅胶凝胶粒的微孔打通，并相互连接，

[0017] 之后将硅胶凝胶粒打入老化池中，添加浓度为0.5-1：100（质量比）老化剂（1,4-丁炔二醇）溶液进行老化，老化温度为35-45℃，老化时间为3-6小时，之后将料打入水洗罐中，添加浓度为0.5-1:100（质量比）酸泡剂（乙酸）溶液进行酸泡处理，酸泡温度为35-45℃，酸泡处理时间为3-5小时，酸泡处理完后放掉酸泡剂溶液，添加浓度为0.5-1.0：
100（质量比）碱泡剂（三乙醇胺）溶液进行碱泡处理，碱泡温度为35-50℃，碱泡处理时间为
3.5-5小时，碱泡处理后放掉碱泡溶液，打入70-80℃的水按串四的方式水洗5遍，水洗后放掉水洗水，打入浓度为0.2-0.8：100（质量比）的表面改性剂（十二烷基硫酸钠）溶液，表面改性温度为30-45℃，表面改性处理时间为2.5-3小时，表面改性处理完后，将硅胶凝胶粒置入烘干隧道进行烘干，烘干温度为120-140℃，烘干时间为32-48小时，从而得到孔径分布均匀，孔径可以调节（2-220nm），机械强度高，耐温性能好的孔径可调控催化剂载体硅胶。
将制好的孔径可调控催化剂载体硅胶产品经检测后，用纸板桶真空包装入库。

[0018] 本发明孔径可调控催化剂载体硅胶与普通催化剂载体硅胶的技术指标对比表，见