酸—堿兩步催化法制油氣回收用疏水硅膠.pdf

1、選取適宜的吸附劑可以提高吸附法油氣回收的效率，理想的油氣吸附劑應(yīng)具備油氣吸附量高、疏水性好、脫附再生易、熱穩(wěn)定性高等特點(diǎn)。新日本石油公司高度評(píng)價(jià)硅膠吸附法能夠達(dá)到油氣回收的最佳效果。本文以硅酸鈉作為硅源，采用酸-堿兩步催化法，經(jīng)丙基三乙氧基硅烷改性制得疏水硅膠。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.以硅酸鈉溶液作為硅源制備疏水硅膠，主要探討了酸-堿兩步催化的pH值、酸種類(lèi)、電解質(zhì)濃度、老化條件、改性混合液體積比及改性溫度等工藝條件對(duì)疏水硅膠

2、性能的影響。研究發(fā)現(xiàn):以24 wt％硅酸鈉溶液與2 wt％的NaCl溶液混合，先以硫酸催化得到pH為3的硅溶膠，再以氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為7，硅水凝膠在50℃老化2h，以體積比為1∶1.3∶1的丙基三乙氧基硅烷/無(wú)水乙醇/正己烷混合試劑浸泡，在20℃攪拌改性12h，最終得到的疏水硅膠可長(zhǎng)期漂浮于水面，具有較好的疏水性能。其對(duì)正己烷的平衡吸附量為546.10mg/g，疏水性指數(shù)為87.69％，比表面積為414.2m2/g，平均孔徑為4.6

3、3nm，孔容為1.078cm3/g，具有453℃的耐溫疏水性，疏水硅膠表面嫁接有機(jī)基團(tuán)-CH2-CH2-CH3，而表面的-OH數(shù)量減少。
　　2.疏水硅膠對(duì)正己烷及93＃汽油的吸附等溫線接近Ⅳ型吸附等溫線，對(duì)正己烷與93＃汽油的平衡吸附量分別為546.10mg/g和502.97mg/g，均略低于中孔活性炭，但疏水硅膠吸附劑的真空脫附性能優(yōu)于中孔活性炭。疏水硅膠對(duì)正己烷和93＃汽油的平衡吸附量隨著吸附-脫附實(shí)驗(yàn)次數(shù)的增加基本保持不變

4、，而中孔活性炭的正己烷平衡吸附量隨實(shí)驗(yàn)次數(shù)的增加下降明顯，疏水硅膠更易于真空脫附正己烷和油氣。
　　3.疏水硅膠與中孔活性炭吸附正己烷的穿透曲線分別在171min、235min出現(xiàn)穿透點(diǎn)。在同樣的裝填體積下，中孔活性炭對(duì)正己烷的吸附量大于疏水硅膠。但疏水硅膠的傳質(zhì)區(qū)比中孔活性炭短，吸附床層被利用的程度更高。在動(dòng)態(tài)吸附裝置上，疏水硅膠與中孔活性炭分別經(jīng)67次和23次吸附-脫附正己烷實(shí)驗(yàn)后，吸附床出口吸附質(zhì)濃度Ct＞0。表明:疏水硅膠