具有吸附功能的含硅材料及其制备方法以及脱除物料中极性化合物的方法技术

本发明专利技术涉及吸附剂领域，公开了一种具有吸附功能的含硅材料及其制备方法以及一种脱除物料中极性化合物的方法。一种具有吸附功能的含硅材料，其特征在于，该含硅材料包含未改性的二氧化硅和烷基基团修饰的二氧化硅；以元素计，Si元素的含量不低于45重量％，O元素的含量不低于51重量％，Al元素的含量不高于0.1重量％。本发明专利技术所述的含硅材料比表面积大，吸附容量高，能够脱除气相或液相物料中低含量的极性化合物杂质，同时具有较低的再生温度，且再生能力强，最高能重复利用30次。最高能重复利用30次。

【技术实现步骤摘要】
具有吸附功能的含硅材料及其制备方法以及脱除物料中极性化合物的方法


[0001]本专利技术涉及吸附剂领域，公开了一种具有吸附功能的含硅材料及其制备方法以及一种脱除物料中极性化合物的方法。

技术介绍

[0002]在芳族化合物烷基化过程中，芳族化合物与烷基化试剂如烯烃在酸催化剂存在下进行反应。例如，可将苯与乙烯或丙烯反应来生产乙苯或异丙苯，二者均为化学工业的重要中间体。过去工业上芳族化合物烷基化过程通常采用AlCl3或BF3作为酸催化剂，近年来这些材料已被分子筛催化剂所替代。例如，由US 4891458获知，在芳族化合物用C
2-C4烯烃进行烷基化过程中使用了β沸石催化剂。
[0003]采用分子筛催化剂的芳族化合物烷基化过程可在气相或液相中进行。但是，由于液相操作时，相关选择性的改进和设备投资及操作费用的降低，使现在工业上大多数烷基化过程是在至少部分液相条件下进行的。遗憾的是液相条件操作的一个缺点是分子筛催化剂往往会对原料中存在的杂质，特别是极性化合物如含氮化合物更为敏感。这类杂质会降低催化剂的酸活性，从而减少了催化剂的循环使用次数。
[0004]采用保护床来脱除烯烃原料流中痕量杂质的方法是本领域众所周知的，对石油化工和产品纯度严格限制的特殊化学工艺操作过程尤其要这样做。一般使用类似膨润土、高岭土或特殊活化的氧化铝的材料，将其放到含催化剂的反应容器的上游。粘土或氧化铝材料将原料中的杂质捕获，以满足产品纯度规格要求，同时减少催化剂中毒现象。但是，已知的粘土或氧化铝保护床在使芳族原料中的碱性氮杂质降低到用于液相烷基化过程所要求的低含量方面能力有限。而且，当粘土达到其吸附容量后，通常不能再生使用，因而必须丢弃，造成成本大幅增加。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的使用现有保护床难以实现将物料中极性化合物含量降低到液相烷基化过程所要求的含量，以及保护床材料再生性能差的问题，提供一种具有吸附功能的含硅材料及其制备方法以及一种脱除物料中极性化合物的方法，该含硅材料能够脱除物料中低含量的极性化合物杂质，同时具有较低的再生温度，再生能力强。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种具有吸附功能的含硅材料，该含硅材料包含未改性的二氧化硅和烷基基团修饰的二氧化硅；
[0007]以元素计，Si元素的含量不低于45重量％，O元素的含量不低于51重量％，Al元素的含量不高于0.1重量％。
[0008]本专利技术第二方面提供一种制备含硅材料的方法，该方法包括以下步骤：硅源和粘结剂在有水存在的情况下混合后，对得到的混合物依次进行水解、硅烷化、干燥和焙烧；
[0009]其中，以元素计，所述硅源中Al的含量不高于0.1重量％；和/或
[0010]所述粘结剂中Al的含量不高于0.1重量％。
[0011]本专利技术第三方面提供由如上所述的方法制得的含硅材料。
[0012]本专利技术第四方面提供一种脱除物料中极性化合物的方法，该方法包括使所述物料与如上所述的含硅材料接触。
[0013]本专利技术采用的所述含硅材料比表面积大，吸附容量较大，能够脱除物料中低含量的极性化合物杂质，同时具有较低的再生温度，再生能力强，再生速度短，经多次再生使用后其吸附能力基本保持不变。本专利技术所述的含硅材料最高能够反复利用30次。
[0014]本专利技术所述的含硅材料中Al元素的含量很低，甚至通过控制原料品质可以实现Al元素的零含量，在这种情况下，能够进一步提高所述含硅材料的吸附性能和再生能力。
[0015]采用本专利技术的制备方法，在优选的试剂种类和操作条件下，能够获得吸附性能和再生能力更强的含硅材料。
[0016]本专利技术所述的含硅材料和采用本专利技术所述的制备方法制备的含硅材料的应用范围广，能够用于在气相或者液相条件下对极性化合物进行吸附去除，并且可以在所述物料中极性化合物含量很低的情况下实现较好的吸附效果。
具体实施方式
[0017]以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0018]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0019]在本专利技术中，“未改性的二氧化硅”是指不包括任何键合到二氧化硅上的烷基基团的二氧化硅，即二氧化硅没有因与任何有机化合物反应而改性。烷基基团的实例是甲基、乙基或丙基等。在“未改性的二氧化硅”中，硅原子合适地键合到至少一个，优选4个-OSi≡基上，其中-OSi≡基上的硅原子没有进一步键合到任何烷基基团上，从而形成未改性的二氧化硅区域。“未改性的二氧化硅”合理地包括烷基基团修饰的二氧化硅基材料的最里面部分，即离表面距离最远的部分。
[0020]本专利技术一方面提供一种具有吸附功能的含硅材料，该含硅材料包含未改性的二氧化硅和烷基基团修饰的二氧化硅；以元素计，Si元素的含量不低于 45重量％，O元素的含量不低于51重量％，Al元素的含量不高于0.1重量％。
[0021]在本专利技术中，以元素计，Si元素的含量不低于45重量％，优选为45-46.7 重量％，比如可以为45重量％、45.5重量％、46重量％、46.5重量％、46.7 重量％以及任意两个值之间组成的任意范围。
[0022]在本专利技术中，以元素计，O元素的含量不低于51重量％，优选为51-53.2 重量％，比如可以为51重量％、51.5重量％、52重量％、52.5重量％、53重量％、53.2重量％以及任意两个值之间组成的任意范围。
[0023]优选地，所述含硅材料中SiO2的含量大于97％。
[0024]在本专利技术中，以元素计，Al元素的含量不高于0.1重量％，比如可以为0重量％、0.01重量％、0.02重量％、0.04重量％、0.06重量％、0.08重量％、 0.1重量％以及任意两个值之间组成的任意范围。本专利技术的专利技术人发现，所述含硅材料中的Al含量保持在极低甚至为0重量％的情况下，所述含硅材料的吸附性能和再生性能均能够取得更好的效果。
[0025]在本专利技术中，通过X射线荧光光谱法对Si元素、O元素和Al元素进行元素分析。
[0026]在本专利技术中，所述烷基基团可以为C
1-C6烷基，其意旨带有1-6个碳原子的一价烷基。该术语可举出如下基团：诸如甲基，乙基，正-丙基，异-丙基，正-丁基，仲-丁基，异-丁基，叔-丁基，正-戊基，1-乙基丙基，2-甲基丁基，3-甲基丁基，2,2-二甲基丙基，正-己基，2-甲基戊基，3-甲基戊基， 4-甲基戊基。更优选地，所述硅烷化试剂选自四甲基二硅氮烷、六甲基二硅氮烷和七甲基二硅氮中的至少一种。
[0027]其中，优选地，所述烷基为甲基，也即，所述烷基基团以Si-O本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有吸附功能的含硅材料，其特征在于，该含硅材料包含未改性的二氧化硅和烷基基团修饰的二氧化硅；以元素计，Si元素的含量不低于45重量％，O元素的含量不低于51重量％，Al元素的含量不高于0.1重量％。2.根据权利要求1所述的含硅材料，其中，所述烷基基团以Si-O-CH3形式存在。3.根据权利要求1或2所述的含硅材料，其中，所述含硅材料为多孔颗粒形状；所述含硅材料的平均粒径为2-4mm，和/或所述含硅材料的BET比表面积为200-800m2/g，和/或所述含硅材料的BET平均孔径为2-5nm，和/或所述含硅材料的BET平均孔容为0.3-0.5mL/g。4.一种制备含硅材料的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：硅源和粘结剂在有水存在的情况下混合后，对得到的混合物依次进行造孔、硅烷化、干燥和焙烧；其中，以元素计，所述硅源中Al的含量不高于0.1重量％；和/或所述粘结剂中Al的含量不高于0.1重量％；优选地，相对于100重量份以SiO2计的硅源，所述水的用量不高于100重量份。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述硅源选自硅溶胶、固体硅胶、无机硅酸盐、白炭黑和有机硅酸盐中的至少一种；优选地，所述硅源为固体硅胶和硅溶胶；更优选地，所述固体硅胶和所述硅溶胶的重量比为0.25-4：1。6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述粘结剂选自纤维素衍生物；优选地，相对于100重量份以SiO2计的硅源，所述粘结剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洪云，高焕新，金国杰，汪超，康陈军，丁琳，黄政，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：