本發(fā)明屬于油田化學(xué)，具體涉及一種高效介孔凈化劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、海洋油氣勘探開發(fā)在中國正處于蓬勃發(fā)展階段，在渤海灣淺水海域和中國南海深水及超深水海域積累了大量的油氣鉆井作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，形成了一系列適用于中國海洋油氣鉆井作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)，為中國海洋油氣工程技術(shù)發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

2、然而，在油氣田鉆井作業(yè)中，非水基鉆井液/鉆屑的熱處理回收油品再生利用過程會產(chǎn)生較強(qiáng)的刺激性氣味，對作業(yè)環(huán)境及人員安全健康都造成了影響。目前，油品凈化的主流方法包括：化學(xué)洗滌法、氧化法、生物法和吸附法等。與化學(xué)洗滌、氧化及生物處理方式相比，吸附法可使惡臭物質(zhì)保留在吸附劑(固體)的表面上，具有效率高、能耗低、操作簡單、可回收、不影響油品質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，因而成為去除油類中味道物質(zhì)的有效技術(shù)。硅基介孔材料具有比表面積大，孔隙率高，耐高溫，耐腐蝕易回收，孔徑小且均勻的特點(diǎn)，具有極強(qiáng)的吸附能力，可以將回收油中揮發(fā)性有機(jī)物(voc)吸附在孔道內(nèi)部或孔道表面，使voc得以去除，此外，由于存在特異性的介孔吸附特性，還能夠有效降低回收油的色度，使其經(jīng)過處理后能夠重復(fù)利用。因此，硅基介孔材料是具有良好脫色除味前景的新型功能材料。

3、硅基介孔材料主要制備方法有以硅烷鹵化物為原料的氣相法；以硅酸鈉和無機(jī)酸為原料的化學(xué)沉淀法；以及以硅酸酯等為原料的溶膠-凝膠法和微乳液法。在這些方法中，氣相法原料昂貴，設(shè)備要求高，生產(chǎn)流程長，能耗大；溶膠-凝膠法原料昂貴，制備時(shí)間長；而微乳液法成本高，有機(jī)物難以去除，易對環(huán)境造成污染。與上述三種方法相比，化學(xué)沉淀法具有原料來源廣泛、價(jià)廉、能耗小、工藝簡單、易于工業(yè)化等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在產(chǎn)品孔徑不均勻或分布范圍較寬的問題，影響凈化效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明提供了一種高效介孔凈化劑及其制備方法和應(yīng)用，通過高效微波輔助硫酸沉淀精制法得到孔徑較小的介孔凈化劑，同時(shí)，保證了介孔凈化劑具有較大的voc去除率，整個(gè)制備工藝流程簡單，經(jīng)濟(jì)效益顯著，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種高效介孔凈化劑的制備方法，包括：

4、(1)將硅源、硅烷分散劑和晶體生長控制劑分散在溶劑中以形成混合溶液；

5、(2)加入酸調(diào)節(jié)ph，加熱攪拌得到分散液；

6、(3)停止攪拌后將所述分散液進(jìn)行高頻輻射誘導(dǎo)晶化處理，得到改性介孔凈化劑的分散液；

7、(4)對所述改性介孔凈化劑的分散液進(jìn)行洗滌、過濾、干燥處理，得到高效介孔凈化劑。

8、上述的高效介孔凈化劑的制備方法，所述硅源、所述硅烷分散劑、所述晶體生長控制劑和所述溶劑的質(zhì)量比為1：(0.01～1)：(0.01～0.5)：(4～25)。

9、上述的高效介孔凈化劑的制備方法，所述硅源為正硅酸乙酯、三氯氫硅、四氯化硅、硅酸鈉和甲基三甲基硅烷中的一種或多種。

10、上述的高效介孔凈化劑的制備方法，所述硅烷分散劑為六偏磷酸鈉、氯化鈉、硫酸鈉、焦磷酸鈉、十二烷基磺酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉中的一種或多種。

11、上述的高效介孔凈化劑的制備方法，所述晶體生長控制劑為乙醇、異丙醇、丙三醇、正丁醇、環(huán)氧丙烷和二氯甲烷中的一種或多種。

12、上述的高效介孔凈化劑的制備方法，所述溶劑為水、乙酸、乙醇、甲酸、丙酮和丙三醇中的一種或多種。

13、上述的高效介孔凈化劑的制備方法，步驟(2)中包括，采用濃度為0.526～4.030mol/l的硫酸將所述混合溶液的ph值調(diào)節(jié)到2.0～7.0。

14、上述的高效介孔凈化劑的制備方法，所述加熱攪拌的溫度為30℃～60℃，轉(zhuǎn)速為100～500rpm，攪拌時(shí)長為3～8小時(shí)。

15、上述的高效介孔凈化劑的制備方法，所述高頻輻射誘導(dǎo)晶化處理時(shí)輸出功率為200～800w，晶化時(shí)長為0.5～1小時(shí)。

16、上述的高效介孔凈化劑的制備方法，所述洗滌包括水洗和醇洗中的一種或多種；所述過濾包括真空過濾、加壓過濾、離心過濾和壓榨過濾中的一種或多種；所述干燥包括烘箱干燥、真空干燥、冷凍干燥、超臨界co2干燥和和噴霧干燥中的一種或多種。

17、本發(fā)明還提供了一種高效介孔凈化劑，其采用上述的制備方法制備獲得。

18、上述的高效介孔凈化劑，所述高效介孔凈化劑的比表面積為200～300m2/g，voc檢測值為0～100ppm，孔徑為5～12nm。

19、本發(fā)明還提供了所述的高效介孔凈化劑在凈化回收油中的應(yīng)用。

20、本發(fā)明的高效介孔凈化劑及其制備方法相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的有益效果：

21、(1)本發(fā)明高效介孔凈化劑的制備方法通過在混合溶劑中添加一定量的硅烷分散劑和晶體生長控制劑，減弱了硅酸自聚過程，能夠在體系中較好地分散，呈現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)，通過控制反應(yīng)過程的溫度、ph值、濃度和時(shí)間等，同時(shí)采用高頻輻射誘導(dǎo)晶化方法，使介孔凈化劑能夠保持高比表面積和高voc去除率，該方法符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，減少了環(huán)境污染，且經(jīng)濟(jì)效益顯著，工藝流程優(yōu)化，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)；

22、(2)本發(fā)明的高效介孔凈化劑，比表面積為200～300m2/g，voc檢測值為0～100ppm，孔徑為5～12nm，顆粒小，具有高吸附的特性，可作為吸附脫色劑，直接添加于回收油中，用于回收油脫色除味中，保證油品的品質(zhì)。

技術(shù)特征：

1.一種高效介孔凈化劑的制備方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效介孔凈化劑的制備方法，其特征在于，所述硅源、所述硅烷分散劑、所述晶體生長控制劑和所述溶劑的質(zhì)量比為1：(0.01～1)：(0.01～0.5)：(4～25)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效介孔凈化劑的制備方法，其特征在于，所述硅源為正硅酸乙酯、三氯氫硅、四氯化硅、硅酸鈉和甲基三甲基硅烷中的一種或多種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效介孔凈化劑的制備方法，其特征在于，所述硅烷分散劑為六偏磷酸鈉、氯化鈉、硫酸鈉、焦磷酸鈉、十二烷基磺酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉中的一種或多種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效介孔凈化劑的制備方法，其特征在于，所述晶體生長控制劑為乙醇、異丙醇、丙三醇、正丁醇、環(huán)氧丙烷和二氯甲烷中的一種或多種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效介孔凈化劑的制備方法，其特征在于，所述溶劑為水、乙酸、乙醇、甲酸、丙酮和丙三醇中的一種或多種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效介孔凈化劑的制備方法，其特征在于，步驟(2)中包括，采用濃度為0.526～4.030mol/l的硫酸將所述混合溶液的ph值調(diào)節(jié)到2.0～7.0。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效介孔凈化劑的制備方法，其特征在于，所述加熱攪拌的溫度為30℃～60℃，轉(zhuǎn)速為100～500rpm，攪拌時(shí)長為3～8小時(shí)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效介孔凈化劑的制備方法，其特征在于，所述高頻輻射誘導(dǎo)晶化處理時(shí)輸出功率為200～800w，晶化時(shí)長為0.5～1小時(shí)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效介孔凈化劑的制備方法，其特征在于，所述洗滌包括水洗和醇洗中的一種或多種；所述過濾包括真空過濾、加壓過濾、離心過濾和壓榨過濾中的一種或多種；所述干燥包括烘箱干燥、真空干燥、冷凍干燥、超臨界co2干燥和和噴霧干燥中的一種或多種。

11.一種高效介孔凈化劑，其特征在于，采用權(quán)利要求1～10任一項(xiàng)所述的制備方法制備獲得。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的高效介孔凈化劑，其特征在于，所述高效介孔凈化劑的比表面積為200～300m2/g，voc檢測值為0～100ppm，孔徑為5～12nm。

13.權(quán)利要求11或12所述的高效介孔凈化劑在凈化回收油中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于油田化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高效介孔凈化劑及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明提供的高效介孔凈化劑的制備方法，包括：(1)將硅源、硅烷分散劑和晶體生長控制劑分散在溶劑中以形成混合溶液；(2)加入酸調(diào)節(jié)pH，加熱攪拌得到分散液；(3)停止攪拌后將所述分散液進(jìn)行高頻輻射誘導(dǎo)晶化處理，得到改性介孔凈化劑的分散液；(4)對所述改性介孔凈化劑的分散液進(jìn)行洗滌、過濾、干燥處理，得到高效介孔凈化劑。本發(fā)明的高效介孔凈化劑，比表面積為200～300m2/g，VOC檢測值為0～100ppm，孔徑為5～12nm，顆粒小，具有高吸附的特性，可作為吸附脫色劑，直接添加于回收油中，用于回收油脫色除味中，保證油品的品質(zhì)。

技術(shù)研發(fā)人員：郭曉軒,張雪梅,李斌,馬樹奎,劉磊,韓春江,金容旭,張貴磊,楊磊,于長偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國海洋石油集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6