本發(fā)明涉及揮發(fā)性有機(jī)物(vocs)治理，具體涉及一種多級(jí)孔分子篩的制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境污染已經(jīng)影響人類的發(fā)展與健康。其中，揮發(fā)性有機(jī)物(vocs)排放是造成大氣污染的原因之一。近些年來，我國(guó)生態(tài)環(huán)保部和地方政府持續(xù)出臺(tái)了一系列揮發(fā)性有機(jī)物(vocs)的排放標(biāo)準(zhǔn)，目的是為了限制vocs的排放，減輕對(duì)大氣污染。

2、高濃度的油氣尾氣是一種高價(jià)值的能源，工業(yè)上常用回收法處理。常見的回收法有冷凝法、吸收法、吸附法和膜分離法，或者幾種方法的組合。吸附和吸收組合工藝是最為常用的一種工藝方法，吸附材料是這種工藝的核心技術(shù)之一。隨著環(huán)保政策收緊，出口指標(biāo)提高，吸附材料吸附能力決定了此工藝的處理能力。

3、工業(yè)中常用活性炭作為吸附材料，源于活性炭中含有微孔和介孔結(jié)構(gòu)，可以在低壓和高壓下保持較高的吸附能力。常規(guī)的分子篩中只含有一種孔徑結(jié)構(gòu)，因此在處理vocs中不能展現(xiàn)較高的吸附能力。為了提高分子篩對(duì)vocs的吸附能力，制備含有多孔徑的分子篩具有重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的分子篩的吸附效果不佳的問題，提供一種多級(jí)孔分子篩的制備方法，同時(shí)提供了所述多級(jí)孔分子篩在吸附輕烴中的應(yīng)用，該多級(jí)孔分子篩具有較強(qiáng)的吸附性能，能夠特異性地對(duì)c2-c4輕烴進(jìn)行吸附。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供了一種多孔分子篩的制備方法，該方法包括以下步驟：

3、(1)將硅源、鋁源和水混合，得到混合溶液；

4、(2)在所述混合溶液中加入5a分子篩原粉和模板劑，進(jìn)行老化、晶化，將晶化后的混合物進(jìn)行固液分離，并將分離出的固體進(jìn)行焙燒。

5、優(yōu)選地，所述硅源、所述鋁源、所述模板劑和水的用量滿足以下摩爾配比：al2o3：na2o：sio2：模板劑：h2o＝1：(1.5～4)：(2.5～4.0)：(0.03～0.1)：(150～300)。

6、優(yōu)選地，所述硅源為為硅酸鈉。

7、優(yōu)選地，所述鋁源為偏鋁酸鈉。

8、優(yōu)選地，所述5a分子篩原粉的用量為硅源和鋁源總重量的3-10重量％。

9、優(yōu)選地，所述模板劑為二甲基十八烷基[3-三甲氧基硅丙基]氯化銨、聚環(huán)氧乙烷-聚環(huán)氧丙烷-聚環(huán)氧乙烷三嵌段共聚物和聚乙二醇中的至少一種。

10、優(yōu)選地，步驟(2)中，所述老化的時(shí)間為15-32h；所述晶化的條件包括：溫度為70-80℃，時(shí)間為80-110h。

11、優(yōu)選地，步驟(2)中，所述焙燒的條件包括：溫度為600-700℃，時(shí)間為6-15h。

12、優(yōu)選地，所述方法還包括：將步驟(2)中焙燒后得到的分子篩原粉用離子液體進(jìn)行改性。

13、優(yōu)選地，所述離子液體為1-乙基-3-甲基氯化咪唑、1-乙基-3-甲基氯化咪唑、四丁基氯化銨和四丁基溴化膦中的一種或兩種以上。

14、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述離子液體以水溶液的形式使用，離子液體水溶液的濃度為1-5重量％。

15、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述分子篩原粉與所述離子液體水溶液的重量比為1：5-30。

16、本發(fā)明第二方面提供了由前文所述的方法制備的多級(jí)孔分子篩。

17、本發(fā)明第三方面提供了前文所述的多級(jí)孔分子篩在吸附c2-c4輕烴過程中的應(yīng)用。

18、通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果主要在于：

19、(1)本發(fā)明所制備的多級(jí)孔分子篩同時(shí)含有微孔、介孔和大孔，不僅增大了孔體積，而且提高了氣體在分子篩里面的傳質(zhì)效率，進(jìn)而增加吸附材料的吸附效率。

20、(2)在優(yōu)選的實(shí)施方式中，多級(jí)孔分子篩經(jīng)過離子液體改性后，進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)c2-c4輕烴的吸附能力。

21、(3)本發(fā)明所制備的多級(jí)孔分子篩，在高壓和低壓下，均對(duì)c2-c4輕烴具有較好的吸附效果。

技術(shù)特征：

1.一種多級(jí)孔分子篩的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅源、所述鋁源、所述模板劑和水的用量滿足以下摩爾配比：al2o3：na2o：sio2：模板劑：h2o＝1：(1.5～4)：(2.5～4.0)：(0.03～0.1)：(150～300)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述硅源為硅酸鈉。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述鋁源為偏鋁酸鈉。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述5a分子篩原粉的用量為硅源和鋁源總重量的3-10重量％。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述模板劑為二甲基十八烷基[3-三甲氧基硅丙基]氯化銨、聚環(huán)氧乙烷-聚環(huán)氧丙烷-聚環(huán)氧乙烷三嵌段共聚物和聚乙二醇中的至少一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，所述老化的時(shí)間為15-32h；所述晶化的條件包括：溫度為70-80℃，時(shí)間為80-110h。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，所述焙燒的條件包括：溫度為600-700℃，時(shí)間為6-15h。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：將步驟(2)中焙燒后得到的分子篩原粉用離子液體進(jìn)行改性。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述離子液體為1-乙基-3-甲基氯化咪唑、1-乙基-3-甲基氯化咪唑、四丁基氯化銨和四丁基溴化膦中的一種或兩種以上；

11.由權(quán)利要求1-10中任意一項(xiàng)所述的方法制備的多級(jí)孔分子篩。

12.權(quán)利要求11所述的多級(jí)孔分子篩在吸附c2-c4輕烴過程中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)治理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多級(jí)孔分子篩的制備方法和應(yīng)用。該多級(jí)孔分子篩的制備方法如下：(1)將硅源、鋁源和水混合，得到混合溶液；(2)在所述混合溶液中加入5A分子篩原粉和模板劑，進(jìn)行老化、晶化，將晶化后的混合物進(jìn)行固液分離，并將分離出的固體進(jìn)行焙燒。本發(fā)明所制備的分子篩不僅在低壓下可以高效吸附輕烴，而且在高壓下吸附性能也較強(qiáng)。

技術(shù)研發(fā)人員：黃兆賀,陶彬,單曉雯,尹樹孟,宮中昊,李建哲
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)石油化工股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9