一種天然氣脫水用分子篩干燥劑的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及天然氣脫水領域，特別涉及一種天然氣脫水用分子篩干燥劑的制備方法。
【背景技術】
[0002]來自地下儲集層的天然氣一般都含水，在集輸和處理過程中易凝結成液態水，形成冰狀結晶水合物而引起管線、節流閥及儀表等堵塞，降低產能和管線輸送能力，嚴重時造成停產;此外，液態水還容易溶解co2、H2s等酸性氣體，形成強腐蝕性酸液引起設備腐蝕。所以有必要對天然氣進行脫水處理。目前常采用分子篩干燥劑用于天然氣脫水。其中，天然氣脫水用分子篩干燥劑多為堿金屬或堿土金屬的硅鋁酸鹽晶體，分子式為M2/n0.Al2O3.XS12.yH20，其對極性分子，例如水等不飽和分子具有很高的親和力，是氣體和液體的優良吸附劑。
[0003]現有技術提供了一種天然氣脫水用分子篩干燥劑的制備方法，包括以下步驟:
[0004]I)將Si(WAl2C)3摩爾比為2.10?2.35:1的高嶺土原料過120?325目篩；
[0005]2)采用直接焙燒法或干法堿焙燒法在500?1000 °C下焙燒I?4h，再將焙燒后的高嶺土進行膠化、晶化；
[0006]3)去離子水抽濾洗滌，烘干；
[0007]4)添加膨潤土或高嶺土原礦進行造粒；
[0008]5)所得干燥劑顆粒在500?800°C下焙燒即成。
[0009]發明人發現現有技術中至少存在以下問題:
[0010]現有技術提供的方法中由于原料活化不均勻、晶化壁皇高、組織結構差，所制備的分子篩干燥劑的結晶度較低，易導致產品質量不穩定，靜態吸水率低。
【發明內容】
[0011]本發明實施例所要解決的技術問題在于，提供了一種有效提高分子篩干燥劑的結晶度，進而提高其靜態吸水率的天然氣脫水用分子篩干燥劑的制備方法。具體技術方案如下:
[0012]—種天然氣脫水用分子篩干燥劑的制備方法，所述方法包括:
[0013]將高嶺土原料研磨至2μπι以下，在流化床內進行流態化焙燒后，添加鋁源、鈉源混合形成漿料，依次對所述漿料進行陳化、水熱晶化、固液分離，獲取分離得到的固體產物，然后對所述固體產物依次進行洗滌、干燥，得到分子篩原粉，隨后向所述分子篩原粉中加入抗酸性粘結劑進行成型處理，烘干，再次焙燒后即得到天然氣脫水用分子篩干燥劑；
[0014]所述漿料中，Si(WAl2C)3的摩爾比為I.7?2.1:1,SiCWNa2O摩爾比為0.6?0.9:1,出0/恥20摩爾比為30?50:1。
[0015]具體地，作為優選，所述高嶺土原料選自軟質高嶺土、硬質高嶺土、煤矸石中的至少一種。
[0016]具體地，作為優選，所述流態化焙燒的溫度為500?1000°C，時間為1.5?3小時。
[0017]具體地，作為優選，所述鋁源選自硫酸鋁、氫氧化鋁、擬薄水鋁石和鋁酸鈉中的至少一種。
[0018]具體地，作為優選，所述鈉源選自氫氧化鈉、碳酸鈉和碳酸氫鈉中的至少一種。
[0019]具體地，作為優選，所述陳化的時間至少為12小時。
[0020]具體地，作為優選，所述陳化的時間至少為48小時。
[0021]具體地，作為優選，所述水熱晶化的溫度為70?100°C，時間至少為3小時。
[0022]具體地，作為優選，所述抗酸性粘結劑為凹凸棒土和/或硅酸鈉，所述抗酸性粘結劑的加入質量為所述分子篩原粉質量的10?35%。
[0023]具體地，作為優選，所述烘干的溫度為120°C，所述再次焙燒的溫度為450?900°C，時間為1.5?3小時。
[0024]本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是:
[0025]本發明實施例提供的分子篩干燥劑的制備方法，通過將高嶺土原料研磨至2μπι以下，流態化焙燒后，可使原料活化均勻，以提高原料活性并降低傳質壁皇，然后經過成分設計添加鋁源、鈉源混合形成漿料，以保證漿料中Si02/Al203的摩爾比為1.7?2.1: I，S12/Na2O摩爾比為0.6?0.9: I，H20/Na20摩爾比為30?50: I，如此可調控硅鋁拆裝，便于提高后續生成的干燥劑的組織結構。隨后對漿料進行陳化、水熱晶化、固液分離，以及對分離后的固體產物進行洗滌及干燥制得分子篩原粉。之后在分子篩原粉中加入抗酸性粘結劑進行成型處理，烘干后經再次焙燒后即得到天然氣脫水用分子篩干燥劑。通過上述方法實現原料的均勻活化，降低了晶化壁皇，提高了組織結構，所制備得到的天然氣脫水用分子篩干燥劑具有結晶度尚、靜態吸水率尚、耐酸性氣體、廣品質量穩定等優點。
【附圖說明】
[0026]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0027]圖1是本發明實施例1提供的分子篩原粉的X射線衍射圖；
[0028]圖2是本發明實施例1提供的分子篩原粉的掃描電鏡照片。
【具體實施方式】
[0029]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。
[0030]本發明實施例提供的分子篩干燥劑的制備方法，通過將高嶺土原料研磨至2μπι以下，在流化床內進行流態化焙燒后，添加鋁源、鈉源混合形成漿料，以保證漿料中Si02/Al203的摩爾比為I.7?2.1:1，Si02/Na20摩爾比為0.6?0.9:1，H20/Na20摩爾比為30?50: I，隨后對漿料進行陳化、水熱晶化、固液分離，以及對分離后的固體產物進行洗滌及干燥制得分子篩原粉。之后在分子篩原粉中加入抗酸性粘結劑進行成型處理，烘干后經再次焙燒即得到天然氣脫水用分子篩干燥劑。通過上述方法制備得到的天然氣脫水用分子篩干燥劑具有結晶度尚、靜態吸水率尚、耐酸性氣體、廣品質量穩定等優點。
[0031]在本發明實施例中，Si02/Al203的摩爾比簡稱硅鋁摩爾比，Si02/Na20的摩爾比簡稱硅鈉摩爾比，H20/Na20摩爾比簡稱水鈉摩爾比。
[0032]具體地，本發明實施例所用的高嶺土原料可以為本領域常見的高嶺土，例如其可以選自軟質高嶺土(即土狀高嶺土，硬度一般為I?2)、硬質高嶺土(即高嶺石巖，硬度一般為3?4)、煤矸石中的至少一種，上述高嶺土原料，成本低廉且便于成型處理。
[0033]其中，可通過研缽和/或球磨機對高嶺土原料進行研磨處理，以將其研磨至2μπι以下，例如1.5μm、lμm、0.8μm等，提供了形成分子篩干燥劑結構的原料粒度，以保證后續生成的分子篩干燥劑具有較高的純度。
[0034]其中，對研磨后的高嶺土原料在流化床中進行流態化焙燒的溫度為500?1000°C，時間為1.5?3小時。流態化焙燒保證了溫度場均勻，原料活化均勻，其中流態化焙燒的溫度可以設置為500 °C、650 °C、800 °C、950 °C、1000 °C等，流態化焙燒的時間可以設置為1.5小時、2小時、2.5小時、3小時等，優選為2小時，如此可破壞高嶺土原料的晶體結構和組成，使其轉化成具有反應活性的無定型S12和Al2O3混合物，最終達到提高和優化分子篩干燥劑的結晶度的目的。
[0035]其中，鋁源選自硫酸鋁、氫氧化鋁、擬薄水鋁石和鋁酸鈉中的至少一種，通過選用上述鋁源，以調整漿料中Si02/Al203的摩爾比為1.7?2.1:1，例如為1.7:1、1.8:1、1.9:1、2.0:1、2.1:1等，對分子篩干燥劑的組成進行優化，調控硅鋁拆裝，進而達到提高分子篩干燥劑的結晶度和靜態吸水率的目的。
[0036]其中，鈉源選自氫氧化鈉、碳酸鈉和碳酸氫鈉中的至少一種，通過選用上述鈉源，以調整漿料中Si02/Na20摩爾比為0.6?0.9:1，例如為0.6:1、0.7:1、0.8:1、0.9:1等，同時使漿料中H20/Na20摩爾比為30?50: I，例如為30: 1,35: 1,40: 1,45: 1,50: I等，對分子篩干燥劑的組成進行優化，進而達到提高分子篩干燥劑的結晶度和靜態吸水率的目的。
[0037]其中，本發明實施例通過對漿料進行陳化，并使陳化的時間至少為12小時，優選為至少48小時，例如為15小時、20小時、30小時、40小時、50小時、55小時、60小時等，以使流態化焙燒后的高嶺土原料與鋁源、鈉源充分混合均勻，便于后期均勻的進行水熱晶化反應。
[0038]待陳化完成后，本發明實施例將陳化后的漿料置于晶化反應器中進行水熱晶化處理，并保證水熱晶化的溫度為70?100 0C，例如為70 0C、80 °C、90 °C、100 °C等，時間至少為3小時，例如I小時、1.5小時、2小時、2.5小時、3小時等。通過如上設置，可使漿料中各分子間強烈作用，控制溶解結晶，以形成具有期望的晶體結構的分子篩原粉。
[0039]待水熱晶化處理過程之后，本發明實施例采用抽濾法對反映原料進行固液分離，獲取分離得到的固體產物，然后可使用去離子水等對分離后的固體產物進行洗滌，以去除固體產物上殘留的雜質，進而保證了分子篩干燥劑具有較高的純度。
[0040]進一步地，本發明實施例通過采用抗酸性粘結劑使分子篩原粉成型，優選地，該粘結劑為凹凸棒土和/或硅酸鈉，其中，粘結劑的加入質量為分子篩原粉質量的10?35%，例如為10 %、15%、20 %、25 %、30%等。上述粘結劑的加入可以使分子篩