一種利用報廢沸石分子篩催化劑制備疏水吸附劑的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于吸附劑【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種利用報廢沸石分子篩催化劑制備疏水吸附劑的方法。其步驟是將催化反應(yīng)中失活而無法再生恢復(fù)活性的報廢顆粒狀H-型沸石分子篩催化劑過篩除去粉末經(jīng)酸洗除鐵銹烘干后，焙燒除積碳，在稀鹽酸蒸汽中疏水性活化處理，制成疏水沸石吸附劑。本發(fā)明制造工藝簡單、原料成本低，循環(huán)再利用大量原本會作為垃圾拋棄的、在催化反應(yīng)中失活而無法再生恢復(fù)活性的報廢顆粒狀H-型沸石分子篩催化劑，使其在工業(yè)上減少了資源浪費和對環(huán)境的污染。
【專利說明】一種利用報廢沸石分子篩催化劑制備疏水吸附劑的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于吸附劑【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種利用報廢沸石分子篩催化劑制備疏水吸附劑的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]疏水沸石吸附劑疏水親有機物的吸附特性，可以在水中或者從潮濕的空氣中回收和去除有機物，高的熱穩(wěn)定性賦予其可再生重復(fù)使用的優(yōu)點。疏水吸附劑的這種特性已被開發(fā)的應(yīng)用有:從茶水中精制茶多酚(201010141765.9)、茶胺酸(201010141788.X)、茶多糖(201010141786.0)和綜合提取生物活性物質(zhì)(201010141764.4);從發(fā)酵醪液中低能耗吸附濃縮生物質(zhì)燃料酒精(ZL200610147252.2，CN101024846B);從廢水中提取回收有機溶劑(ZL200710042329.4，ZL200810037450.2, CN101318717B);石油化工領(lǐng)域的工業(yè)廢水中除去并回收低濃度丙酮；吸附去除室內(nèi)空氣中的甲醛和氟利昂(高滋等主編“沸石催化與分離技術(shù)，中國石油出版社2009年7月第I版，P338-349)等。上述應(yīng)用均使用MFI型疏水硅沸石吸附劑。該吸附劑用有機胺為導(dǎo)向劑合成的硅鋁摩爾比(SAR) > 300高硅H-ZSM-5分子篩加粘結(jié)劑成型后再經(jīng)水熱轉(zhuǎn)晶為無粘結(jié)劑吸附劑。此吸附劑在高溫的水蒸氣氣氛中處理使其獲得良好的疏水性成為無粘結(jié)劑疏水硅沸石吸附劑(ZL94112035.X)。中國發(fā)明專利CN1017557889B公布的BEA型無粘結(jié)劑疏水高硅沸石吸附劑是以市購的鈉型BEA沸石粉為原料，添加富含二氧化硅的無定形硅鋁膠粘結(jié)劑成形后、再經(jīng)水熱反應(yīng)原位轉(zhuǎn)晶、酸脫鋁、并于高溫水蒸氣中疏水化處理后制成。上述二種商品無粘結(jié)劑疏水硅沸石吸附劑吸附容量高、疏水性能優(yōu)良，主要用于異構(gòu)體的工業(yè)吸附分離。其制造工藝復(fù)雜、高原料成本和高能耗帶來的高售價，使其在工業(yè)上尤其是在環(huán)境保護領(lǐng)域中推廣使用受到制約。
[0003]在石油化工和精細(xì)化工中廣泛使用沸石分子篩作為催化劑，每年有大量在催化反應(yīng)中失活而無法再生恢復(fù)活性的報廢顆粒狀H-型沸石分子篩催化劑只能作為固體垃圾拋棄，這既浪費了資源，也在某種程度上污染了環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種制造工藝簡單、成本低和能耗低的利用報廢沸石分子篩催化劑制備疏水吸附劑的方法。
[0005]本發(fā)明所提供的利用報廢沸石分子篩催化劑制備疏水吸附劑的方法，具體步驟如下:
將催化反應(yīng)中失活而無法再生恢復(fù)活性的報廢顆粒狀H-型沸石分子篩催化劑過篩除去粉末，再經(jīng)酸洗除去鐵銹，烘干，然后焙燒除去積碳，最后在稀鹽酸蒸汽中疏水性活化處理，制成疏水吸附劑。
[0006]所述焙燒除去積碳的焙燒溫度是450_550°C，焙燒時間是1_3小時。
[0007]所述疏水性活化處理所用稀鹽酸的質(zhì)量百分比濃度是5-25% (優(yōu)選7-14%)，反應(yīng)溫度是550-650°C，反應(yīng)時間是1-7小時。[0008]所述報廢顆粒狀的H-型沸石催化劑的骨架硅鋁摩爾比大于20，氧化鈉含量低于
1.0 wt%，粘結(jié)劑的含量0-30wt% ；
其結(jié)構(gòu)類型是:含有10氧員環(huán)主孔道且孔徑0.50-0.57nm的MFI (ZSM-5)型、FER(鎂堿沸石或ZSM-35)型或TON (ZSM-22)型；或者，含有12氧員環(huán)主孔道且孔徑0.60-0.75nm的MOR (絲光沸石)型、BEA (beta)型或FAU (Y)型。
[0009]本發(fā)明的方法制成的疏水吸附劑，其疏水親有機物的吸附特性用表觀疏水系數(shù)S表征。該系數(shù)定義為室溫下吸附劑的飽和正己烷吸附容量Viags和飽和水吸附容量V#的比值。該比值大于I意味吸附劑具有疏水性。疏水系數(shù)的計算公式如下:
S = V正己規(guī)/V7K=1-M X ff正己規(guī)/ff水-1
式中Wisgs和W#分別表示該吸附劑在室溫下正己烷和水蒸氣的飽和吸附量。
[0010]和W#的測定方法如下:
待測吸附劑樣品的預(yù)處理:取二個10毫升容量的磁坩堝中用電子天平分別稱取1.5至
2.0克的待測樣品，將裝有待測樣品的坩堝置于350°C的馬福電爐中加熱2小時脫除其吸附水后取出迅速放置于干燥器中冷卻。該干燥器的底部放有4A分子篩干燥劑以保持容器中的空間干燥。待坩堝冷卻至室溫后，將其取出迅速置于電子天平上精確測定并記錄坩堝中樣品的重量分別記為G1、G2。將Gl放入底部盛有正己烷的干燥器中，G2放在底部盛有氯化銨飽和溶液的干燥器中，將干燥器蓋緊后在室溫下放置8小時使樣品達(dá)到飽和吸附。取出Gl、G2，用電子天平稱量樣品的增重，分別記為Wiags和W&按公式I計算該樣品的疏水系數(shù)。
[0011]本發(fā)明制造工藝簡單、原料成本低，循環(huán)再利用大量原本會作為垃圾拋棄的、在催化反應(yīng)中失活而無法再生恢復(fù)活性的報廢顆粒狀H-型沸石分子篩催化劑，使其在工業(yè)上減少了資源浪費和對環(huán)境的污染。用本發(fā)明制的疏水吸附劑具有疏水親油的吸附特性，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的價格高商品疏水沸石吸附劑，用于在廢水和廢氣中除去并回收有機物，降低投資成本，在三廢處理和環(huán)境保護中有廣泛應(yīng)用前景。
【具體實施方式】
[0012]本發(fā)明的方法將過篩除去粉末、酸洗除鐵銹并烘干后的報廢顆粒狀不同結(jié)構(gòu)類型H-型沸石分子篩催化劑、在不同條件下焙燒除碳、和疏水性活化處理前后的正己烷和水的吸附量以及由此計算的表觀疏水系數(shù)列于下表:
【權(quán)利要求】
1.一種利用報廢沸石分子篩催化劑制備疏水吸附劑的方法，其特征在于具體步驟如下: 將催化反應(yīng)中失活而無法再生恢復(fù)活性的報廢顆粒狀H-型沸石分子篩催化劑過篩除去粉末，再經(jīng)酸洗除去鐵銹，烘干，然后焙燒除去積碳，最后在稀鹽酸蒸汽中疏水性活化處理，制成疏水吸附劑； 所述焙燒除去積碳的焙燒溫度是450-550°C，焙燒時間是1-3小時； 所述疏水性活化處理所用稀鹽酸的質(zhì)量百分比濃度是5-25%，反應(yīng)溫度是550-650°C，反應(yīng)時間是1_7小時。
2.如權(quán)利要求1所述的利用報廢沸石分子篩催化劑制備疏水吸附劑的方法，其特征在于 所述報廢顆粒狀的H-型沸石催化劑的骨架硅鋁摩爾比大于20，氧化鈉含量低于1.0wt%，粘結(jié)劑的含量0-30wt% ； 其結(jié)構(gòu)類型是:含有10氧員環(huán)主孔道且孔徑0.50-0.57nm的MFI型、FER型或TON型；或者含有12氧員環(huán)主孔道且孔徑0.60-0.75nm的MOR型、BEA型或FAU型。
【文檔編號】B01J20/30GK103801260SQ201410050782
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月14日
【發(fā)明者】龍英才 申請人:上海復(fù)榆新材料科技有限公司