耐水硅铝胶凝胶粒产品及其生产方法技术

本发明专利技术提出一种耐水硅铝胶凝胶粒产品，其中SiO2含量为80wt%~88.5wt%，Al2O3含量为10wt%~17wt%，其平均比表面积为400m2/g ~700m2/g，平均孔径为2.0nm~5.0nm，所述凝胶粒平均粒度为0.5mm~8mm，平均孔容为0.3ml/g ~0.6ml/g。本发明专利技术还提出一种生产以上耐水硅铝胶凝胶粒的方法，通过该方法，可制备出的耐水硅铝胶凝胶粒颗粒完整率好，耐压强度高；再生破率小，使寿命长，可反复再生多次，经检测成品的抗压性≥70N/颗；耐水率可达95%以上，在游离水含量很高的情况下单独使用也不易炸裂。可用作液体吸附剂及催化剂载体，也可用作普通硅胶、硅铝胶的保护层。

【技术实现步骤摘要】
耐水硅铝胶凝胶粒产品及其生产方法
本专利技术属于硅胶生产领域，尤其涉及一种耐水硅铝胶凝胶粒产品及其生产方法。
技术介绍
工业硅胶是一种重要的无机化工产品，硅胶的化学组分和物理结构，决定了它具有许多其他材料所没有的特点：吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定，有较高的机械强度等，因此被广泛应用于脱湿干燥剂、吸水剂、防潮剂、催化剂载体、填充剂等，随着现代石油化工、医药、生物化学、分析技术、农药、造纸、涂料技术的发展，硅胶也逐步走向精细化、专业化，应用越来越广泛，在分析、分离和催化剂载体、涂料等方面的应用不断扩大。硅胶按照形状、大小、孔径、用途、吸附特点等进行分类，品种不同，应用各异，但普通硅胶都具有一个难以克服的缺点，遇水炸裂。这在一定程度上缩短了硅胶的使用寿命，提高了使用成本。
技术实现思路
本专利技术针对上现有的硅胶耐水性差，遇水炸裂的技术问题，提出一种具有较高的耐水性，再生破率小，使寿命长的硅铝胶凝胶粒及其生产方法。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种耐水硅铝胶凝胶粒，所述凝胶粒中SiO2含量为80wt％～88.5wt％，Al2O3含量为10wt％～17wt％，其平均比表面积为400m2/g～700m2/g，平均孔径为2.0nm～5.0nm，所述凝胶粒平均粒度为0.5mm～8mm，平均孔容为0.3ml/g～0.6ml/g。作为优选，所述凝胶粒中Al2O3含量为14.8wt％～15.5wt％。作为优选，所述凝胶粒在相对湿度10％下，吸附3～7％的水蒸气，在相对湿度20％下，吸附6～9％的水蒸气，在相对湿度80％下，吸附30～45％的水蒸气；抗压性≥70N/颗，耐水率≥95％。本专利技术还提出一种生产上述耐水硅铝胶凝胶粒产品的方法：将含SiO210％～14％、Al(OH)32.0％～3.0％的碱溶液，含量为8％～12％的硫酸或硝酸或盐酸溶液和含量为2.5％～4.5％硫酸铝溶液，在一定的压力下，经混悬式造粒装置进行反应，喷射至空气中，进而缩聚成凝胶粒。该凝胶粒再经老化、酸泡、水洗、干燥工艺处理，从而得到球形颗粒状的耐水硅铝胶凝胶粒。作为优选，将含SiO212±0.5％、含Al(OH)32.5±0.5％的碱溶液、含量为10±0.5％的硫酸溶液和含量为3.5±0.5％的硫酸铝溶液，在一定的压力下，经混悬式造粒装置进行反应，喷射至空气中，进而缩聚成凝胶粒，该凝胶粒再经老化、酸泡、水洗、干燥工艺处理，从而得到球形颗粒状的耐水硅铝胶凝胶粒。作为优选，所述老化工艺为将喷射形成的凝胶粒在热水温度20～80℃保温处理0.5～2小时；再经酸泡工艺：在无机酸铝含量为1～5％的溶液中浸泡2～10小时；再经水洗：30～60℃温水冲洗至胶粒PH＝2.0～6.0；最后进行干燥工艺：在100～150℃下高温处理3～5小时，最终得成品。作为优选，所述老化工艺中保温处理时间为0.5～1.5小时。作为优选，所述酸泡工艺中使用含2％～3％硫酸铝的酸化液浸泡。与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于：通过本专利技术所述的生产方法，可制备出SiO2含量为80wt％～88.5wt％，Al2O3含量为10wt％～17wt％的耐水硅铝胶凝胶粒；凝胶粒颗粒完整率好，耐压强度高；再生破率小，使寿命长，可反复再生多次，经检测成品的抗压性≥70N/颗；耐水率可达95％以上，在游离水含量很高的情况下单独使用也不易炸裂。可用作液体吸附剂及催化剂载体，也可用作普通硅胶、硅铝胶的保护层。具体实施方式为了更好的理解本专利技术，下面结合实施例做具体说明。实施例：配制含SiO210％～14％、Al(OH)32.0％～3.0％的碱溶液，含量为8％～12％的硫酸溶液和含量为2.5％～4.5％硫酸铝溶液待用；硫酸溶液也可选用硝酸或者盐酸溶液代替，选用硫酸溶液更安全。在0.1～1.0MPa的压力下，上述溶液经混悬式造粒装置进行逐级反应，经喷嘴喷射至空气中，进而缩聚成颗粒状凝胶颗粒。然后将凝胶颗粒依次经以下处理工艺进行加工：老化工艺：将凝胶颗粒置入盛放有20～80℃热水的老化罐中，浸泡0.5～2.0小时。酸泡工艺：将老化后的凝胶颗粒在无机酸铝含量为1～5％的溶液中浸泡2～10小时；此无机酸铝溶液为硫酸溶液、硝酸溶液、盐酸溶液中的一种。水洗工艺：将酸化后的凝胶颗粒至于水洗槽中，用温水冲洗，控制水温30～60℃。每次冲洗后检测其PH值，至凝胶颗粒PH＝2.0～6.0时停止；干燥工艺：将水洗合格的凝胶颗粒在100～150℃下高温热风下烘干，烘干时间控制在3～5小时，最终得成品。四个具体实施例的主要工艺条件及性能指标见表1。表1耐水硅铝胶主要工艺条件及其主要性能指标经检测，成品凝胶粒中SiO2含量为80wt％～88.5wt％，Al2O3含量为10wt％～17wt％，其平均比表面积400m2/g～700m2/g，平均孔径为2.0nm～5.0nm，所述凝胶粒平均粒度为0.5mm～8mm，平均孔容为0.3ml/g～0.6ml/g。该产品具有耐酸(HF酸除外)、耐碱、耐溶剂，热稳定性好、无毒、无味等优点。合适的孔径及比表面积，使其具有良好的吸附性。在相对湿度10％下，吸附3～7％的水蒸气，在相对湿度20％下，吸附6～9％的水蒸气，在相对湿度80％下，吸附30～45％的水蒸气。颗粒完整率好，耐压强度高；再生破率小，使寿命长，可反复再生多次，经检测成品的抗压性≥70N/颗；四个实施例中制备的凝胶颗粒耐水率均大于95％。耐水性远优于工业用各种块状和球形等普通硅胶，有较高的耐水性。所述凝胶粒中Al2O3含量为14.8wt％～15.5wt％时，耐水率可达99％以上。在游离水含量很高的情况下单独使用也不易炸裂。本专利技术耐水硅铝胶凝胶粒产品的生产方法，在生产原料上将含SiO2的碱溶液中加入含量为2.0％～3.0％Al(OH)3，在一定的压力下，经混悬式造粒装置进行反应，喷射至空气中，进而缩聚成凝胶粒。氢氧化铝的加入，使制备出的硅铝胶凝胶粒具有特殊的骨架结构，加之后续处理工艺中特定处理时间及温度参数的控制，在各处理工艺的协同作用下，使制备出的铝胶凝胶粒产品中三氧化二铝含量为10wt％～17wt％，具有良好的耐水性。其中，酸泡工艺中采用含量为1～5％的硫酸铝溶液，酸泡处理过程中，对凝胶骨架进行补铝增铝的强化效应，有效防止凝胶骨架中的Al3+在水洗工艺中被洗脱，有效保证了硅铝胶凝胶粒中氧化铝的含量。采用含量为1～4％的硫酸铝溶液，效果更佳，耐水率可达99％。通过以上方法生产得到的细孔耐水硅铝胶，一般用作细孔硅胶和细孔硅铝胶的保护层，也可在游离水(液态水)含量很高的情况下单独使用。操作系统中含有液态水的情况下，使用本品也可达到比较低的露点。主要用于空气分离过程中的空气干燥，在石油化工、电业、酿造等行业中做液体吸附剂及催化剂载体，用作普通硅胶、硅铝胶的保护层。本品用作保护层时，其用量为使用总量的20％左右。以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例而已，并非是对本专利技术作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的
技术实现思路
加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本专利技术技术方案内容，依据本专利技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本专利技术技术方案的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐水硅铝胶凝胶粒产品，其特征在于：所述凝胶粒中SiO2含量为80wt%~88.5wt%，Al2O3含量为10wt%~17wt%，其平均比表面积为400m2/g~700m2/g，平均孔径为2.0nm~5.0nm，所述凝胶粒平均粒度为0.5mm~8mm，平均孔容为0.3ml/g~0.6ml/g。

【技术特征摘要】
1.一种耐水硅铝胶凝胶粒产品，其特征在于：所述凝胶粒中SiO2含量为80wt％～88.5wt％，Al2O3含量为10wt％～17wt％，其平均比表面积为400m2/g～700m2/g，平均孔径为2.0nm～5.0nm，所述凝胶粒平均粒度为0.5mm～8mm，平均孔容为0.3ml/g～0.6ml/g；上述耐水硅铝胶凝胶粒产品的生产方法为：将含SiO210％～14％、Al(OH)32.0％～3.0％的碱溶液，含量为8％～12％的硫酸或硝酸或盐酸溶液和含量为2.5％～4.5％硫酸铝溶液，在一定的压力下，经混悬式造粒装置进行反应，喷射至空气中，进而缩聚成凝胶粒，该凝胶粒再经老化、酸泡、水洗、干燥工艺处理，从而得到球形颗粒状的耐水硅铝胶凝胶粒。2.根据权利要求1所述的耐水硅铝胶凝胶粒产品，其特征在于：所述凝胶粒中Al2O3含量为14.8wt％～15.5wt％。3.根据权利要求1所述的耐水硅铝胶凝胶粒产品，其特征在于：所述凝胶粒在相对湿度10％下，吸附3～7％的水蒸气，在相对湿度20％下，吸附6～9％的水蒸气，在相对湿度80％下，吸附30～...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玉奇，
申请(专利权)人：青岛海洋化工有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37