具有较高机械强度的硅藻土载体的制备方法技术

本发明专利技术提供一种具有较高机械强度硅藻土载体的制备方法，包括以下步骤：以质量份计，100份精制硅藻土粉，50-80份质量浓度0.1-0.5%的具有一定粘度的聚合物水溶液，所述聚合物焙烧基本无残留，选自于聚丙烯酰胺、纤维素、变性淀粉中的一种，充分混匀，密闭放置，使聚合物水溶液充分渗入硅藻土颗粒内的微孔中，将尽可能多的微孔填满；加20-50份浓度20-30%的硅溶胶，迅速充分混匀，所述硅溶胶的胶粒平均直径为10-30nm，混合料立即捏合、挤条，挤出条迅速干燥；干燥条600-700℃焙烧2-4hr，得硅藻土载体。本发明专利技术硅藻土载体的二氧化硅含量较高，对酸性物质、对水蒸气的耐受力很强，使进一步制备的催化剂性能较为稳定，运转周期较长。

【技术实现步骤摘要】
具有较高机械强度的硅藻土载体的制备方法
本专利技术涉及一种催化剂载体的制备方法，具体涉及一种具有较高机械强度的硅藻土载体的制备方法。
技术介绍
二氧化硅载体是一种常见的催化剂载体，其耐酸性、耐水性优于常用的高温氧化铝载体，在某些反应过程中表现出了较好的性能。比如在硫化氢选择氧化为单质硫的过程中，由二氧化硅载体负载活性组分制成的催化剂，反应性能衰退较慢，通常具有更长的寿命，而且，二氧化硅载体的克劳斯反应活性较高温氧化铝低得多，所制备催化剂将硫化氢氧化为单质硫的选择性可高于95％，高于由高温氧化铝负载相同活性组分制得催化剂所能达到的90％左右的选择性。已知技术中，硅藻土载体的二氧化硅含量可至90％以上，比表面积25-60m2/g，孔体积较大，但机械强度通常较低。比如均粒径25um的精制硅藻土加2％乙基纤维素加适量水混捏，挤出直径3mm的条，烘干，700℃焙烧3小时，测压强度低于50N/cm，即使加水量少一些，使挤出的条较干、挤出压力较大，也无法做到70N/cm。若加入助烧成分如氧化钙、氧化铝等提高机械强度，却又会降低载体的耐酸性，或降低催化剂的性能，比如在用于硫化氢选择氧化为单质硫的过程中，若催化剂所用的硅藻土载体中含有用以提高强度的氧化铝，则催化剂将硫化氢氧化为单质硫的选择性，会因氧化铝而降低，催化剂寿命也较短。机械强度是催化剂的重要指标，对多数工业过程而言，若强度低于100N/cm，则存在较多弊端，如易碎、易粉化，会造成进一步的问题如床层压降升高、偏流等，从而降低处理能力、缩短催化剂的使用寿命。近几年，有厂家用二氧化硅溶胶作为粘结剂，和二氧化硅粉混合、捏合、挤条(还可加水、纤维素、田菁粉等)，再经干燥、650℃左右焙烧制备二氧化硅载体，来提高载体的机械强度，有一定效果，但强度不稳定，时高时低；用二氧化硅溶胶，和精制硅藻土混合，以同样方法制备的硅藻土载体，机械强度有所提高，可以达到70N/cm，但仍不稳定，时高时低，不能符合工业要求。
技术实现思路
根据以上现有技术中的不足，本专利技术提供一种具有较高机械强度硅藻土载体的制备方法，包括以下步骤：A、以质量份计，100份精制硅藻土粉，50-80份质量浓度0.1-0.5％的具有一定粘度的聚合物水溶液，所述聚合物焙烧基本无残留，选自于聚丙烯酰胺、纤维素、变性淀粉中的一种，充分混匀，密闭放置，使聚合物水溶液充分渗入硅藻土颗粒内的微孔中，将尽可能多的微孔填满；B、加20-50份浓度20-30％的硅溶胶，迅速充分混匀，所述硅溶胶的胶粒平均直径为10-30nm，混合料立即捏合、挤条，挤出条迅速干燥；C、干燥条600-700℃焙烧2-4hr，得硅藻土载体。其中，步骤A中，硅藻土和聚合物水溶液混匀后，优选密闭放置5-20hr，使聚合物水溶液充分渗入硅藻土颗粒的内孔中。其中，所述硅藻土优选颗粒直径<44um。其中，所述硅藻土粉的比表面积优选20-60m2/g。其中，所述变性淀粉优选糊化温度为50-70℃的变性淀粉，步骤A中在硅藻土和变性淀粉水溶液混匀并密闭放置后，将混合料加热到变性淀粉的糊化温度以上。其中，所述硅溶胶Na2O含量<0.1％。本专利技术制备具有较高机械强度硅藻土载体的方法，具有以下优点：a、聚丙烯酰胺、纤维素、变性淀粉等具有一定粘度的聚合物溶液，加入到精制硅藻土粉中，混合后，大部分渗入硅藻土颗粒内的微孔中，基本将微孔填满，密闭放置5-50hr后效果更好；之后加入硅溶胶，因硅藻土颗粒内的微孔已基本填满聚合物溶液，硅溶胶无法进入，或者进入量较小，因而硅溶胶主要是分散在硅藻土的微颗粒之间，焙烧后起到了较好的粘接作用，使载体达到较高的机械强度，侧压强度>120N/cm，符合工业要求；b、所用硅溶胶，其胶粒平均直径为10-30nm，胶粒成分介于二氧化硅和硅酸之间，结晶不充分，内部、表面的缺陷多，活性高，易烧结，在载体的制备过程中主要是分散在二氧化硅粉的微颗粒之间，基本不进入或较少进入硅藻土颗粒内的微孔中，因而硅溶胶基本不影响载体的微孔结构和比表面积情况；c、优选糊化温度为50℃以上的变性淀粉时，在硅藻土和变性淀粉水溶液混匀后，将混合料加热到变性淀粉的糊化温度以上，使硅藻土颗粒内微孔中的变性淀粉溶液粘度增大，加入硅溶胶后，硅溶胶的胶粒更不易进入硅藻土颗粒内的微孔，更多分散在硅藻土的微颗粒之间，进一步提高载体的机械强度；d、本专利技术硅藻土载体的二氧化硅含量较高，内孔表面二氧化硅含量更高，对酸性物质、对水蒸气的耐受力很强，使进一步制备的催化剂性能较为稳定，运转周期较长。本专利技术中，所述比表面积由BET法测得，孔体积、可几孔直径由压汞法测得。具体实施方式实施例1称取1000g精制硅藻土粉(SiO2含量90％，比表面积26m2/g，平均颗粒直径25um)，加入设有压力式雾化喷头的高速混料器中，封闭料口，开启混料器搅拌，以柱塞式高压泵为动力，先将800g聚丙烯酰胺水溶液(质量浓度0.5％)雾化喷入，充分混匀，密闭放置5hr；再将200g质量浓度30％的第一种硅溶胶雾化喷入(胶粒平均直径15nm，Na2O0.04％)，充分混匀，混合料立即出料并迅速捏合、挤直径3mm条，挤出条迅速干燥，干燥条650℃焙烧3hr，得硅藻土载体。测所得载体侧压强度142N/cm，比表面积30m2/g，孔体积0.70ml/g，可几孔直径110nm。实施例2基本同实施例1，区别在于采用700ml羧甲基纤维素水溶液(质量浓度0.3％)取代聚丙烯酰胺水溶液，加300g相同的质量浓度30％的硅溶胶，焙烧温度680℃。测所得载体侧压强度158N/cm，比表面积28m2/g，孔体积0.68ml/g，可几孔直径104nm。实施例3基本同实施例1，区别在于采用600mlα-淀粉水溶液(质量浓度0.1％，糊化温度65℃)取代聚丙烯酰胺水溶液，加400g质量浓度30％的第二种硅溶胶(胶粒平均直径30nm，Na2O0.05％)，焙烧温度700℃。测所得载体侧压强度147N/cm，比表面积28m2/g，孔体积0.66ml/g，可几孔直径100nm。实施例4基本同实施例3，区别在于密闭放置5hr后，雾化喷入硅溶胶前，先将混合料取出，加热到70℃，保温10min使α-淀粉水溶液糊化，再放回混料器中。测所得载体侧压强度158N/cm，比表面积28m2/g，孔体积0.65ml/g，可几孔直径116nm。实施例5基本同实施例4，区别在于采用第二种1000g精制硅藻土粉(SiO2含量94％，比表面积52m2/g，平均颗粒直径18um)，以及第二种硅溶胶(质量浓度30％，胶粒平均直径30nm，Na2O0.05％)，载体600℃焙烧3hr。测所得载体侧压强度160N/cm，比表面积45m2/g，孔体积0.60ml/g，可几孔直径50nm。对比例1称取与实施例1相同的1000g精制硅藻土粉，加入设有压力式雾化喷头的高速混料器中，封闭料口，开启混料器搅拌，以柱塞式高压泵为动力，将1000g去离子水雾化喷入，充分混匀，混合料立即出料并迅速捏合、挤直径3mm条，挤出条迅速干燥，干燥条650℃焙烧3hr，得硅藻土载体。测所得载体侧压强度26N/cm。对比例2称取与实施例1相同的1000g精制硅藻土粉，加入设有压力式雾化喷头的高速混料器中，封闭料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有较高机械强度的硅藻土载体的制备方法，包括以下步骤：A、以质量份计，100份精制硅藻土粉，50‑80份质量浓度0.1‑0.5%的具有一定粘度的聚合物水溶液，所述聚合物焙烧基本无残留，选自于聚丙烯酰胺、纤维素、变性淀粉中的一种，充分混匀，密闭放置，使聚合物水溶液充分渗入硅藻土颗粒内的微孔中，将尽可能多的微孔填满；B、加20‑50份浓度20‑30%的硅溶胶，迅速充分混匀，所述硅溶胶的胶粒平均直径为10‑30nm，混合料立即捏合、挤条，挤出条迅速干燥；C、干燥条600‑700℃焙烧2‑4hr，得硅藻土载体。

【技术特征摘要】
1.一种具有较高机械强度的硅藻土载体的制备方法，包括以下步骤：A、以质量份计，100份精制硅藻土粉，50-80份质量浓度0.1-0.5%的具有一定粘度的聚合物水溶液，所述聚合物焙烧基本无残留，选自于聚丙烯酰胺、纤维素、α-淀粉中的一种，充分混匀，密闭放置，使聚合物水溶液充分渗入硅藻土颗粒内的微孔中，将尽可能多的微孔填满；B、加20-50份浓度20-30%的硅溶胶，迅速充分混匀，所述硅溶胶的胶粒平均直径为10-30nm，混合料立即捏合、挤条，挤出条迅速干燥；C、干燥条600-700℃焙烧2-4hr，得硅藻土载体。2.根据权利要求1所述的具有较高机械强度...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨金帅，崔国栋，王强，
申请(专利权)人：山东迅达化工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37