專利名稱：一種電力用油再生處理高性能微孔吸附劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電カ用油再生處理吸附劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種電カ用油再生處理高性能微孔吸附劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
電カ用油主要包括變壓器用電氣絕緣油(包括礦物和合成油品)和汽輪機(jī)(包括水輪機(jī))潤(rùn)滑油以及磷酸酯抗燃油(液)。電カ用油在機(jī)組運(yùn)行過程中主要起絕緣、潤(rùn)滑、散熱和液壓傳動(dòng)等重要作用。在實(shí)際運(yùn)行過程中，由于受外界溫度、氧氣、水分及金屬催化等作用影響，油品發(fā)生老化不可避免。電廠因油質(zhì)問題導(dǎo)致跳機(jī)甚至非停等事故時(shí)有發(fā)生。目前，由于更換新油，不僅價(jià)格高昂，而且廢油處理會(huì)引起許多環(huán)境問題，電廠多采用硅膠、硅藻土、離子交換樹脂、活性氧化鋁等吸附劑對(duì)劣化變質(zhì)的油品進(jìn)行再生處理，以期待延長(zhǎng)油品的使用壽命。硅膠為高活性非晶態(tài)大孔吸附材料，多用于吸收水分、氣體及有機(jī)酸等氧化產(chǎn)物，但是由于其孔徑大活性表面相對(duì)較小，故其吸附量也被大大限制。硅藻土由無(wú)定形的SiO2組成，并含有少量Fe203、CaO, MgO, Al2O3及有機(jī)雜質(zhì)。硅藻土對(duì)劣化油品進(jìn)行再生處理，降低酸值的效果尚可，但對(duì)提高抗燃油的體積電阻率、汽輪機(jī)油的破乳化度、油品的泡沫特性和去除油泥方面見效甚微。另外，其中所含的少量Fe、Al、Mg等金屬離子會(huì)生成絡(luò)合物大分子，對(duì)油質(zhì)產(chǎn)生不利影響。離子交換樹脂對(duì)劣化的油品進(jìn)行處理，也只能控制其酸值，對(duì)其他指標(biāo)并沒有太大的提高，而且離子交換樹脂對(duì)油品進(jìn)行再生過程中，會(huì)生成大量的水份，對(duì)油品造成二次污染?；钚匝趸X吸附劑對(duì)劣化的油品進(jìn)行處理，它對(duì)油品中的有機(jī)酸及其他氧化產(chǎn)物有一定的吸附作用，但由于其孔徑大(2. 5^5. 5nm)和活性表面相對(duì)較小(18(T370m2/g)，其消耗量大，成本較高。常見的吸附劑還有沸石分子篩，它是結(jié)晶硅鋁酸金屬鹽的水合物。沸石分子篩在水分子被除去后，硅氧四面體和鋁氧四面體形成籠形結(jié)構(gòu)，孔徑一般為3 10ム，屬于微孔材料。沸石分子篩多用于水分、氣體、不飽和烴、有機(jī)酸等氧化產(chǎn)物的吸附(3A、4A、5A型分子篩多用干吸水)。上述所說(shuō)的微孔是按照國(guó)際材料學(xué)會(huì)規(guī)定材料孔徑小于2nm的為微孔材料(Microporous);孔徑在2_50nm的為中孔或者介孔材料(Mesoporous);大于50nm的為大孔材料(Macroporous)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目在于提供一種電カ用油再生處理高性能微孔吸附劑及其制備方法，本發(fā)明吸附劑能有效除去油品中因老化或水解產(chǎn)生的極性分子，降低油品酸值、改善油品的泡沫特性、有效脫色和去除油泥等，從而全面恢復(fù)油品的各種性能指標(biāo)；其制備方法簡(jiǎn)便、條件溫和、易于操作、成本費(fèi)用低，特別適合于規(guī)模化生產(chǎn)。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種電カ用油再生處理高性能微孔吸附劑，所述吸附劑的組分包括Si、Ti和C，
3·CN 102908989 A
書
明
說(shuō)
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Si、Ti和C的摩爾比為5 7 1 0. I O. 7。所述Si、Ti和C的摩爾比為6 :1 :0· 5。所述吸附劑的孔徑為6 10Λ，比表面積為53(T650m2/g。
上述所述的電力用油再生處理高性能微孔吸附劑的制備方法，包括如下步驟步驟I :將重量比為O. ΟΓΟ. 15 1的有機(jī)胺和十六烷基三甲基溴化銨配制成堿性溶液，調(diào)節(jié)PH在8 12范圍內(nèi)，并在5(T85°C攪拌8 20小時(shí)；步驟2 :將重量占?jí)A性溶液O. Γ3. 5%的碳源加入到步驟I制備的堿性溶液中，并攪拌4小時(shí)以上；步驟3 :將Si和Ti摩爾比為5 7 1的硅源和鈦源的混合物，在劇烈攪拌的情況下，加入到步驟2制備的溶液中，硅源和鈦源的混合物的加入量使得Si、Ti和C的摩爾比為5 7 1 :0. I O. 7，并繼續(xù)攪拌10 20小時(shí)，得到白色初始凝膠產(chǎn)物；步驟4 :將步驟3得到的白色初始凝膠產(chǎn)物置于7(T110°C鼓風(fēng)烘箱中15小時(shí)以上，得到白色固體粉末；步驟5 :將步驟4得到的白色固體粉末用無(wú)水こ醇洗滌3次以上，再用蒸餾水洗滌3次以上，直至清洗液無(wú)色透明為止，得到白色微孔吸附劑原粉；步驟6 :將步驟5得到的白色微孔吸附劑原粉轉(zhuǎn)移到微波反應(yīng)釜中，在微波輻射條件下加熱，該反應(yīng)釜壓カ為O. 5^1. OMPa，時(shí)間廣3小時(shí)，功率控制在50(Tl000W，得到高性能微孔吸附劑。步驟I所述的pH調(diào)節(jié)采用氨水或氫氧化鈉和稀硝酸或冰醋酸進(jìn)行調(diào)節(jié)。步驟I所述的有機(jī)胺為こ胺、正丙胺、正丁胺、ニ丙基胺、四こ基氫氧化銨或四丙
基氫氧化銨。步驟2所述的碳源為石墨或者碳納米管中的一種或其混合物，且呈納米級(jí)粉末狀，當(dāng)為兩種吋，為任意比例混合。步驟3所述的硅源為硅酸鈉、硅溶膠、硅膠、白炭黑中的ー種或多種，當(dāng)為多種吋，為任意比例混合。步驟3所述的鈦源為有機(jī)鈦酯中鈦酸丁酷，鈦酸異丙酯或無(wú)機(jī)鈦化合物中的硫酸鈦、氯化鈦中的ー種。步驟6所述的微波反應(yīng)釜中加熱可在空氣或氧氣氣氛下進(jìn)行。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明具有合成方法簡(jiǎn)便、條件溫和、易于操作、成本費(fèi)用低，特別適合于規(guī)?；a(chǎn)；該吸附劑穩(wěn)定性高，其中添加的碳納米粉末為無(wú)機(jī)模板劑作為對(duì)十六烷基三甲基溴化胺有機(jī)模板劑的補(bǔ)充，兼具催化劑的作用，使得反應(yīng)進(jìn)行完全且速率大幅提高；該吸附劑具有微孔結(jié)構(gòu)(孔徑為6 IOA)且孔徑均一、比表面積大(53(T650m2/g)等特點(diǎn)；將該吸附劑用于電カ用油再生處理，能有效除去油品中因老化或水解產(chǎn)生的極性分子，降低油品酸值、改善油品的泡沫特性、有效脫色和去除油泥等，能全面恢復(fù)油品的各項(xiàng)性能指標(biāo)，有效的延長(zhǎng)油品的使用壽命，對(duì)節(jié)能環(huán)保意義重大。
具體實(shí)施例方式下面用具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)說(shuō)明。
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實(shí)施例一分別取正丁胺Ig和十六烷基三甲基溴化銨99g溶于500g蒸餾水中，用氨水和冰醋酸調(diào)節(jié)pH值到8. 2，在50°C水浴中攪拌20小時(shí)，攪拌速度設(shè)為800r/min，再加入由碳納米管制備的粒徑為IOnm左右的粉末O. 6g,繼續(xù)攪拌4小時(shí),然后將300g無(wú)水娃酸鈉和170g鈦酸丁酯的混合物加入其中，將攪拌速度設(shè)為1300r/min持續(xù)攪拌11小時(shí)，室溫下冷卻，將所得白色初始凝膠產(chǎn)物置于72°C鼓風(fēng)烘箱中干燥15小時(shí)，將所得白色固體粉末分別用無(wú)水こ醇和蒸餾水各洗滌三次，洗液無(wú)色透明；再將所得白色粉末轉(zhuǎn)移到微波反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜壓カ為O. 5MPa，功率控制在500W持續(xù)加熱3. O小時(shí)，空氣中自然冷卻，得到高性能微孔吸附劑，。在對(duì)某電廠劣化的抗燃油進(jìn)行再生處理時(shí)，加入該高性能微孔吸附劑3wt%，在45°C水浴中加熱攪拌IOmin后，用濾紙進(jìn)行過濾，對(duì)處理后的油品進(jìn)行測(cè)試后與處理前指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見表I。表I某電廠運(yùn)行抗燃油再生前后油品的主要項(xiàng)目結(jié)果對(duì)比
權(quán)利要求
1.一種電カ用油再生處理高性能微孔吸附劑，其特征在于所述吸附劑的組分包括Si、Ti 和 C，Si、Ti 和 C 的摩爾比為 5 7 1 :0. Γθ. 7。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電力用油再生處理高性能微孔吸附劑，其特征在于所述Si、Ti和C的摩爾比為6 1 0. 5。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電力用油再生處理高性能微孔吸附劑，其特征在于所述吸附劑的孔徑為6 10Λ,比表面積為53(T650m2/g。
4.權(quán)利要求I至3任一項(xiàng)所述的電カ用油再生處理高性能微孔吸附劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟 步驟I :將重量比為O. ΟΓΟ. 15 1的有機(jī)胺和十六烷基三甲基溴化銨配制成堿性溶液，調(diào)節(jié)pH在8 12范圍內(nèi)，并在5(T85°C攪拌8 20小時(shí)； 步驟2 :將重量占?jí)A性溶液O. Γ3. 5%的碳源加入到步驟I制備的堿性溶液中，并攪拌4小時(shí)以上； 步驟3 :將Si和Ti摩爾比為5 7 1的硅源和鈦源的混合物，在劇烈攪拌的情況下，加入到步驟2制備的溶液中，硅源和鈦源的混合物的加入量使得Si、Ti和C的摩爾比為5 7 I :0. Γ0. 7，并繼續(xù)攪拌1(Γ20小時(shí)，得到白色初始凝膠產(chǎn)物； 步驟4 :將步驟3得到的白色初始凝膠產(chǎn)物置于7(Tll(TC鼓風(fēng)烘箱中15小時(shí)以上，得到白色固體粉末； 步驟5 :將步驟4得到的白色固體粉末用無(wú)水こ醇洗滌3次以上，再用蒸餾水洗滌3次以上，直至清洗液無(wú)色透明為止，得到白色微孔吸附劑原粉； 步驟6 :將步驟5得到的白色微孔吸附劑原粉轉(zhuǎn)移到微波反應(yīng)釜中，在微波輻射條件下加熱，該反應(yīng)釜壓カ為O. 5^1. OMPa,時(shí)間f 3小吋，功率控制在50(Tl000W，得到高性能微孔吸附劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于步驟I所述的pH調(diào)節(jié)采用氨水或氫氧化鈉和稀硝酸或冰醋酸進(jìn)行調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于步驟I所述的有機(jī)胺為こ胺、正丙胺、正丁胺、ニ丙基胺、四こ基氫氧化銨或四丙基氫氧化銨。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于步驟2所述的碳源為石墨或者碳納米管中的一種或其混合物，且呈納米級(jí)粉末狀，當(dāng)為兩種時(shí)，為任意比例混合。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于步驟3所述的硅源為硅酸鈉、硅溶膠、硅膠、白炭黑中的ー種或多種，當(dāng)為多種時(shí)，為任意比例混合。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于步驟3所述的鈦源為有機(jī)鈦酯中鈦酸丁酷，鈦酸異丙酯或無(wú)機(jī)鈦化合物中的硫酸鈦、氯化鈦中的ー種。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于步驟6所述的微波反應(yīng)釜中加熱可在空氣或氧氣氣氛下進(jìn)行。
全文摘要
一種電力用油再生處理高性能微孔吸附劑及其制備方法，該吸附劑包括摩爾比為5~710.1~0.7的Si、Ti和C；其制備方法為1、按比例將有機(jī)胺和十六烷基三甲基溴化銨配制成堿性溶液；2、按比例將碳源加入上述溶液中并攪拌；3、將硅源和鈦源的混合物，在攪拌情況下，加入到上述溶液中，并繼續(xù)攪拌；4、將所得產(chǎn)物烘干；5、洗劑烘干產(chǎn)物，得到白色微孔吸附劑原粉；6、將所得吸附劑原粉轉(zhuǎn)移到微波反應(yīng)釜中，在微波輻射條件下加熱；本發(fā)明吸附劑能有效除去油品中因老化或水解產(chǎn)生的極性分子，降低油品酸值、改善油品的泡沫特性、有效脫色和去除油泥等，從而全面恢復(fù)油品的各種性能指標(biāo)；其制備方法簡(jiǎn)便、條件溫和、易于操作、成本費(fèi)用低，特別適合于規(guī)?；a(chǎn)。
文檔編號(hào)B01J20/30GK102908989SQ20121037605
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者唐金偉, 王娟, 李燁峰, 劉永洛, 嚴(yán)濤, 王笑微, 祝潔 申請(qǐng)人:西安熱工研究院有限公司