本技术介绍了一种利用微液滴模板法制备疏水型Ti/SiO2@template复合气凝胶脱硫吸附剂的工艺。该工艺采用脂肪烃作为非极性模板剂,结合甲基三乙氧基硅烷、无水乙醇和水形成极性溶液,通过搅拌形成含微液滴模板的疏水型SiO2@template凝胶。经过老化和掺杂Ti元素,去除模板后干燥制得最终产品。该复合气凝胶在模拟芳烃中对噻吩类化合物的吸附表现出色,即使在芳烃产品中含有极性物质时,也能保持高吸附容量和选择性,显示出在深度脱硫领域的应用潜力。
背景技术
芳烃是有机化学工业中最基本的原料之一,主要产品包含苯、甲苯、二甲苯等,它们在市场的占比仅次于乙烯和丙烯。芳烃主要来源于石油烃类催化重整和热裂解。原油中的硫化物会传递到芳烃产品中,其在芳烃使用中造成环境污染,且会使芳烃后序加工工艺中的催化剂中毒,降低芳烃产品的收率。因此,芳烃脱硫已成为石油化工中重要研究课题。
目前,加氢脱硫技术(HDS)是工业上应用最广泛的深度脱硫技术。HDS可以有效去除硫醇、硫化物和二硫化物,但HDS用于脱除芳香族硫化物(噻吩及其衍生物),须在高温、高压和催化剂用量增加三倍等条件下进行,同时芳烃加氢饱和,导致芳烃产品收率降低。即HDS无法使芳烃产品达到深度脱硫。因此需要开发其他深度脱硫技术,现已被报道的脱硫技术包括生物脱硫(BDS)、萃取脱硫(EDS)、氧化脱硫(ODS)和吸附脱硫技术(ADS)等。其中ADS不仅设备投入低,而且操作条件温和以及对环境友好,受到广泛的研究。
吸附脱硫技术的核心在于选择合适的吸附剂(高选择性、大吸附容量、再生性能好)。已报到的脱硫吸附剂主要是包括沸石分子筛、活性炭、金属有机骨架(MOF)、金属氧化物和气凝胶材料等。上述材料大部分是亲水性的,当体系中有极性物质(例如水或吡啶)存在时,会显著降低对噻吩类硫化物的吸附容量和吸附选择性。
气凝胶因具有高比表面积、高孔隙率、三维网状介孔结构等优点,被广泛研究应用于吸附领域,在先前的一些研究中,中国专利CN 106590728 A、CN 105709685 A、CN108893138 A等通过掺杂Zr4+
、Ag+
、Co+
、Cu+
、Al3+
等金属离子制得SiO2
复合气凝胶噻吩类硫化物有很好的吸附效果,但同样也是亲水型材料,易受到极性分子的竞争吸附影响。此外,气凝胶脱硫吸附剂还存在介孔孔径分布宽泛,孔道形状不规整等问题,影响了吸附质的扩散。
实现思路