RU2635710C1 - Method of producing silica gel - Google Patents
Method of producing silica gel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2635710C1 RU2635710C1 RU2017132101A RU2017132101A RU2635710C1 RU 2635710 C1 RU2635710 C1 RU 2635710C1 RU 2017132101 A RU2017132101 A RU 2017132101A RU 2017132101 A RU2017132101 A RU 2017132101A RU 2635710 C1 RU2635710 C1 RU 2635710C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- silica gel
- concentration
- sulfuric acid
- mol
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
- C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
- C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
- C01B33/141—Preparation of hydrosols or aqueous dispersions
- C01B33/142—Preparation of hydrosols or aqueous dispersions by acidic treatment of silicates
- C01B33/143—Preparation of hydrosols or aqueous dispersions by acidic treatment of silicates of aqueous solutions of silicates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
- C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
- C01B33/16—Preparation of silica xerogels
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам получения силикагеля, который наряду с большой удельной поверхностью обладает высокими адсорбционными свойствами и может быть применен в качестве адсорбента для глубокой осушки и отбензинивания природного газа, осушки сжатого воздуха, носителя для катализаторов.The invention relates to methods for producing silica gel, which along with a large specific surface has high adsorption properties and can be used as an adsorbent for deep drying and topping of natural gas, drying of compressed air, a carrier for catalysts.
Известен способ получения силикагеля путем осаждения золя SiO2 при смешивании растворов силиката натрия и серной кислоты. Образовавшийся золь формуют в масле. Полученные шарики силикагеля выдерживают в растворе сульфата натрия, активируют в растворе нитрата аммония, промывают, пропитывают растворов ПАВ (ОП-7), сушат, пропаривают и прокаливают (Авторское свидетельство СССР SU №865792, опубл. 23.09.1981 г.).A known method of producing silica gel by precipitation of a sol of SiO 2 by mixing solutions of sodium silicate and sulfuric acid. The resulting sol is molded in oil. The obtained balls of silica gel are kept in a solution of sodium sulfate, activated in a solution of ammonium nitrate, washed, impregnated with surfactant solutions (OP-7), dried, steamed and calcined (USSR Author's Certificate SU No. 865792, published on September 23, 1981).
Недостатком известного способа является невысокая удельная поверхность и емкость по парам н-гептана полученного продукта.The disadvantage of this method is the low specific surface area and capacity for pairs of n-heptane of the obtained product.
Известен способ получения силикагеля (Авторское свидетельство СССР №874621, МПК С01В 33/16, опубликовано 23.10.81), включающий смешение растворов жидкого стекла и серной кислоты, застудневание полученного золя с образованием геля, его подсушку, промывку и сушку, причем подсушку ведут при температуре 115-125°С в течение 1,5-2,5 часа, а промывку ведут водой.A known method of producing silica gel (USSR Author's Certificate No. 874621, IPC СВВ 33/16, published October 23, 81), which includes mixing solutions of liquid glass and sulfuric acid, solidification of the obtained sol to form a gel, drying, washing and drying, while drying is carried out at a temperature of 115-125 ° C for 1.5-2.5 hours, and washing is carried out with water.
Известен способ получения диоксида кремния (Патент РФ №2042620, опубликован 27.08.1995) путем добавления растворов силиката натрия или калия с концентрацией 3-33 мас. % по SiO2 к растворам аммонийных солей серной или соляной, или угольной, или азотной, или муравьиной, или уксусной с концентрацией 5-40 мас. %, при отношении общего количества образующегося SiO2 к количеству аммонийной соли не более 2. Температура процесса 35-95°С. Полученный гидрогель подвергают дополнительной обработке растворами аммонийных солей с концентрацией 5-15%, после чего сушат при температуре 120-150°С.A known method of producing silicon dioxide (RF Patent No. 2042620, published on 08.27.1995) by adding solutions of sodium silicate or potassium with a concentration of 3-33 wt. % SiO 2 to solutions of ammonium salts of sulfuric or hydrochloric, or coal, or nitrogen, or formic, or acetic with a concentration of 5-40 wt. %, with the ratio of the total amount of formed SiO 2 to the amount of ammonium salt not more than 2. The process temperature is 35-95 ° C. The resulting hydrogel is subjected to additional processing with solutions of ammonium salts with a concentration of 5-15%, and then dried at a temperature of 120-150 ° C.
Основным недостатком известных ранее способов получения диоксида кремния является низкие адсорбционные свойства по парам воды и углеводородам, что приводит к повышению точки росы осушаемого газа и повышенному содержанию в нем жидких фракции бензинсодержащих компонентов.The main disadvantage of previously known methods for producing silicon dioxide is the low adsorption properties of water vapor and hydrocarbons, which leads to an increase in the dew point of the drained gas and an increased content of liquid fractions of gasoline-containing components in it.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является способ получения силикагеля (Патент РФ №2605707, опубликован 27.12.2016) смешиванием в смесителе раствора жидкого стекла с концентрацией 1,7-2,0 моль/дм3 с раствором сернокислого алюминия с концентрацией 0,45-0,48 моль/дм3. Образовавшийся в результате смешения растворов золь формуют в шарики силикагеля посредством капельной подачи золя в минеральное масло, а сформировавшиеся шарики выдерживают не более 16 часов в циркулирующем потоке раствора сульфата натрия, после чего осуществляют их последовательную промывку сначала серной кислотой, потом химически очищенной водой или паровым конденсатом при температуре не выше 18°С, а сушку осуществляют с последовательным повышением температуры от 70°С до 180°С не менее 4 часов, причем после сушки силикагель прокаливают при температуре 360-400°С без доступа водяного пара.The closest in technical essence to the claimed solution is a method for producing silica gel (RF Patent No. 2605707, published December 27, 2016) by mixing in a mixer a solution of liquid glass with a concentration of 1.7-2.0 mol / dm 3 with a solution of aluminum sulfate with a concentration of 0, 45-0.48 mol / dm 3 . The sol formed as a result of mixing the solutions is formed into silica gel balls by dropping the sol into mineral oil, and the formed balls are kept for no more than 16 hours in a circulating stream of sodium sulfate solution, after which they are washed sequentially, first with sulfuric acid, then chemically purified water or steam condensate at a temperature not exceeding 18 ° C, and drying is carried out with a sequential increase in temperature from 70 ° C to 180 ° C for at least 4 hours, and after drying, the silica gel is calcined at a temperature of 360-400 ° C without access to water vapor.
Известный способ демонстрирует возможность получения силикагеля с удельной поверхностью 700-800 м2/г, большим диапазоном насыпной плотности - 700-900 кг/м3; динамической адсорбционной емкостью по парам н-гептана - 7,3%.The known method demonstrates the possibility of obtaining silica gel with a specific surface area of 700-800 m 2 / g, a large range of bulk density - 700-900 kg / m 3 ; dynamic adsorption capacity for n-heptane vapors - 7.3%.
Вместе с тем, недостатком известного способа является получение силикагеля с нерегулируемым диапазоном насыпной плотности. Кроме того, метод позволяет получить сорбент с высокой удельной поверхностью более 700 м2/г; но такие важнейшие характеристики, как показатели динамической адсорбционной емкостью по парам н-гептана и воды, составляют 7,3% и 8.0% соответственно. Это указывает на несбалансированность микро- и мезопор в структуре силикагеля и затруднения в транспортировки паров воды и углеводородов.However, the disadvantage of this method is to obtain silica gel with an unregulated range of bulk density. In addition, the method allows to obtain a sorbent with a high specific surface area of more than 700 m 2 / g; but such important characteristics as dynamic adsorption capacity indices for n-heptane and water vapors are 7.3% and 8.0%, respectively. This indicates an imbalance of micro- and mesopores in the structure of silica gel and difficulties in transporting water vapor and hydrocarbons.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является получение силикагеля с улучшенными адсорбционными свойствами, высокой удельной поверхностью, минимальным браком по растрескиванию на стадии сушки и увеличению устойчивости силикагеля к воздействию капельной влаги, что обеспечивает повышение эксплуатационных характеристик силикагеля.The technical problem to which the claimed invention is directed is to obtain silica gel with improved adsorption properties, high specific surface area, minimal cracking cracking during the drying phase and increase the resistance of silica gel to the effect of droplet moisture, which improves the performance of silica gel.
Указанный результат достигается тем, что в способе изготовления используется раствор жидкого стекла с эквивалентной концентрацией оксида натрия 1,48-1,82 моль/дм3 и содержанием диоксида кремния 132-160 г/л, которое в дальнейшем при смешении взаимодействует с раствором сернокислого алюминия с эквивалентной концентрацией оксида алюминия 0,25-0,45 моль/дм3 и содержанием свободной серной кислоты 89,1-152,0 г/л. Образовавшийся при смешении растворов золь с рН 6,4-6,9 формуют в виде гранул при капельной подаче в минеральное масло, а сформованные шарики выдерживают не более 16 часов в циркулирующем потоке раствора сульфата натрия. Далее проводят активацию силикагеля путем промывки гранул раствором серной кислоты. После активации силикагеля осуществляют его промывку водой и пропитку водным раствором неионогенного ПАВ, содержащего группу полиоксиэтилена, с концентрацией 0,05-2.0 масс. %, предпочтительно 0,05-0,5 масс. %.The specified result is achieved by the fact that the manufacturing method uses a liquid glass solution with an equivalent concentration of sodium oxide of 1.48-1.82 mol / dm 3 and a silicon dioxide content of 132-160 g / l, which subsequently interacts with a solution of aluminum sulfate when mixed with an equivalent concentration of alumina 0.25-0.45 mol / dm 3 and a free sulfuric acid content of 89.1-152.0 g / l. The sol formed with the mixing of solutions with a pH of 6.4-6.9 is formed into granules with a drop feed into mineral oil, and the formed balls are kept for no more than 16 hours in a circulating stream of sodium sulfate solution. Next, silica gel is activated by washing the granules with a solution of sulfuric acid. After activation of the silica gel, it is washed with water and impregnated with an aqueous solution of a nonionic surfactant containing a polyoxyethylene group with a concentration of 0.05-2.0 mass. %, preferably 0.05-0.5 mass. %
Далее осуществляют сушку с плавным повышением температуры от 80°С до 180°С не менее 4 часов, с последующей прокалкой при температуре 250-270°С.Then carry out drying with a gradual increase in temperature from 80 ° C to 180 ° C for at least 4 hours, followed by calcination at a temperature of 250-270 ° C.
Сущность изобретения иллюстрируется примерами 1-5. Примеры 6-11 являются сравнительными. Условия приготовления примеров и прототипа приведены в таблице 1. Показатели качества силикагеля приведены в таблице 2.The invention is illustrated by examples 1-5. Examples 6-11 are comparative. The conditions for the preparation of examples and prototype are shown in table 1. The quality indicators of silica gel are shown in table 2.
Пример 1. Предлагаемый метод основан на взаимодействии предварительно охлажденных до температуры 1-4°С растворов жидкого стекла с концентрацией SiO2 154 г/дм3 с силикатным модулем 2,94 и эквивалентной концентрацией оксида натрия 1,8 моль/дм3 в количестве 300 мл и сернокислого алюминия с эквивалентной концентрацией оксида алюминия 0,33 моль/дм3 и содержанием свободной серной кислоты 93,6 г/л в количестве 150 мл путем интенсивного перемешивания и формования в минеральное масло с образованием шариков гидрогеля. Золь имеет рН 6,4. Сформованные шарики выдерживают 4 часа в циркулирующем потоке раствора сульфата натрия. Далее проводят активацию силикагеля путем промывки гранул раствором серной кислоты с концентрацией 2,5-3,2 г/л в течение 4-8 часов. Проводят повторную активацию силикагеля путем обработки шариков раствором серной кислоты с концентрацией 0,9-1,0 г/л в течение 4-8 часов. Активацию силикагеля растворами серной кислоты осуществляют при температуре 10-17°С. Осуществляют промывку силикагеля технической водой и пропитку водным раствором неионогенного ПАВ марки «Синтанор 5С» (представляющий собой этоксилированные спирты С9-С11 на 5 молей окиси этилена) с концентрацией 0,5% масс. Сушка силикагеля проводится в ленточных сушилках при плавном повышении температуры от 80°С до 180°С в течение 4 часов с последующей прокалкой при температуре 250-270°С для придания большей механической прочности в процессе эксплуатации.Example 1. The proposed method is based on the interaction of pre-cooled to a temperature of 1-4 ° C solutions of water glass with a concentration of SiO 2 154 g / DM 3 with a silicate module of 2.94 and an equivalent concentration of sodium oxide of 1.8 mol / DM 3 in an amount of 300 ml and aluminum sulfate with an equivalent concentration of alumina of 0.33 mol / dm 3 and a free sulfuric acid content of 93.6 g / l in an amount of 150 ml by vigorous stirring and molding into mineral oil to form hydrogel beads. The sol has a pH of 6.4. The formed balls are kept for 4 hours in a circulating stream of sodium sulfate solution. Then, silica gel is activated by washing the granules with a solution of sulfuric acid with a concentration of 2.5-3.2 g / l for 4-8 hours. Reactivation of silica gel is carried out by treating the beads with a solution of sulfuric acid with a concentration of 0.9-1.0 g / l for 4-8 hours. Silica gel activation with sulfuric acid solutions is carried out at a temperature of 10-17 ° C. The silica gel is washed with technical water and impregnated with an aqueous solution of a non-ionic surfactant of the Sintanor 5C brand (which is ethoxylated C9-C11 alcohols per 5 moles of ethylene oxide) with a concentration of 0.5% by weight. Silica gel is dried in tape dryers at a smooth increase in temperature from 80 ° C to 180 ° C for 4 hours, followed by calcination at a temperature of 250-270 ° C to give greater mechanical strength during operation.
Пример 2-5. Опыты осуществлялись в соответствии с примером 1. В примере 2 в качестве ПАВ использовался «Плюроник Р123» (представляющий собой блок-сополимер полиоксиэтилена и полиоксипропилена).Example 2-5. The experiments were carried out in accordance with example 1. In example 2, Pluronic P123 (a block copolymer of polyoxyethylene and polyoxypropylene) was used as a surfactant.
Примеры показывают достижение поставленной технической задачи, а именно получение силикагеля с улучшенными адсорбционными свойствами (динамическая адсорбционная емкость по парам н-гептана не менее 8,8 масс. %), высокой удельной поверхностью (не менее 740 м2/г,), оптимизированной насыпной плотностью и минимальным браком по растрескиванию на стадии сушки (не более 36 масс. %), увеличенной устойчивостью силикагеля к воздействию капельной влаги.The examples show the achievement of the technical task, namely the production of silica gel with improved adsorption properties (dynamic adsorption capacity for n-heptane vapors of at least 8.8 wt.%), High specific surface area (at least 740 m 2 / g), optimized bulk density and minimal cracking rejects at the drying stage (not more than 36 wt.%), increased resistance of silica gel to the effects of drop moisture.
Пример 6-11. Примеры 6-11 являются сравнительными. Опыты осуществлялись в соответствии с примером 1. В примере 6 пропитка ПАВ не осуществлялась. В примере 10 ПАВ использовали в качестве темпланта непосредственно при формовании золь-геля, что привело к увеличению среднего размера частиц и диаметра пор конечного геля, и соответственно, уменьшению удельной поверхности. Как показывают сравнительные примеры отклонения от заявляемого диапазона не позволяют решить техническую задачу.Example 6-11 Examples 6-11 are comparative. The experiments were carried out in accordance with example 1. In example 6, the surfactant was not impregnated. In Example 10, surfactants were used as a template directly during sol-gel formation, which led to an increase in the average particle size and pore diameter of the final gel, and, accordingly, a decrease in the specific surface. As comparative examples show deviations from the claimed range do not allow to solve the technical problem.
Таким образом заявленный технический результат достигается в объеме предложенной совокупности признаков.Thus, the claimed technical result is achieved in the volume of the proposed set of features.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017132101A RU2635710C1 (en) | 2017-09-13 | 2017-09-13 | Method of producing silica gel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017132101A RU2635710C1 (en) | 2017-09-13 | 2017-09-13 | Method of producing silica gel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2635710C1 true RU2635710C1 (en) | 2017-11-15 |
Family
ID=60328539
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017132101A RU2635710C1 (en) | 2017-09-13 | 2017-09-13 | Method of producing silica gel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2635710C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2700999C1 (en) * | 2019-03-18 | 2019-09-24 | Общество с ограниченной ответственностью "Салаватский катализаторный завод" | Method of preparing moisture-resistant silica gel |
RU2705065C1 (en) * | 2019-03-22 | 2019-11-01 | Общество с ограниченной ответственностью "Салаватский катализаторный завод" | Method of natural gas adsorption drying and purification |
RU2723623C1 (en) * | 2019-12-30 | 2020-06-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Инжиниринговый химико-технологический центр" (ООО "ИХТЦ") | Method of producing lump silica gel |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU865792A1 (en) * | 1979-09-07 | 1981-09-23 | Предприятие П/Я Р-6518 | Method of producing spherical silicagel |
SU1401010A1 (en) * | 1986-09-23 | 1988-06-07 | Институт общей и неорганической химии АН БССР | Method of producing silica gel |
US5731261A (en) * | 1995-06-01 | 1998-03-24 | Enichem S.P.A. | Process for the preparation of mixed porous silica-alumina oxides in a spherical form |
US6451862B1 (en) * | 1999-11-05 | 2002-09-17 | Asahi Glass Company, Limited | Process for producing a spherical silica gel |
US6872685B2 (en) * | 2002-11-08 | 2005-03-29 | Chevron U.S.A. Inc. | Method for preparing a highly homogeneous amorphous silica-alumina composition |
RU2605707C1 (en) * | 2015-11-20 | 2016-12-27 | Игорь Иванович Лукьянчиков | Method of producing silica gel |
-
2017
- 2017-09-13 RU RU2017132101A patent/RU2635710C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU865792A1 (en) * | 1979-09-07 | 1981-09-23 | Предприятие П/Я Р-6518 | Method of producing spherical silicagel |
SU1401010A1 (en) * | 1986-09-23 | 1988-06-07 | Институт общей и неорганической химии АН БССР | Method of producing silica gel |
US5731261A (en) * | 1995-06-01 | 1998-03-24 | Enichem S.P.A. | Process for the preparation of mixed porous silica-alumina oxides in a spherical form |
US6451862B1 (en) * | 1999-11-05 | 2002-09-17 | Asahi Glass Company, Limited | Process for producing a spherical silica gel |
US6872685B2 (en) * | 2002-11-08 | 2005-03-29 | Chevron U.S.A. Inc. | Method for preparing a highly homogeneous amorphous silica-alumina composition |
RU2605707C1 (en) * | 2015-11-20 | 2016-12-27 | Игорь Иванович Лукьянчиков | Method of producing silica gel |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2700999C1 (en) * | 2019-03-18 | 2019-09-24 | Общество с ограниченной ответственностью "Салаватский катализаторный завод" | Method of preparing moisture-resistant silica gel |
RU2705065C1 (en) * | 2019-03-22 | 2019-11-01 | Общество с ограниченной ответственностью "Салаватский катализаторный завод" | Method of natural gas adsorption drying and purification |
RU2723623C1 (en) * | 2019-12-30 | 2020-06-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Инжиниринговый химико-технологический центр" (ООО "ИХТЦ") | Method of producing lump silica gel |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2635710C1 (en) | Method of producing silica gel | |
GB2166970A (en) | Silica-alumina-rare earth cogels | |
CN104275206B (en) | A kind of method for preparing catalyst improving catalytically cracked gasoline yield | |
CN111804347B (en) | Preparation method of Janus particles and application of Janus particles in cyclohexene hydration process | |
CN1915485A (en) | Alumina of containing additive | |
CN111032571A (en) | Process for the manufacture of zeolites with controlled aluminium content by adjusting the composition of the synthesis mother liquor | |
CN107282102B (en) | Preparation method of metal-loaded molecular sieve catalyst | |
US2665258A (en) | Bead forming process | |
CN111097379A (en) | 5A molecular sieve and preparation method and application thereof | |
RU2610593C2 (en) | Method of producing granular silicon dioxide | |
CN109746039A (en) | A kind of multi-stage porous Si-Al catalysis material and its preparation method and application | |
CN110342533B (en) | Molecular sieve and preparation method and application thereof | |
RU2675018C1 (en) | Mfi granulated crystalline zeolite without binder and method for manufacturing thereof | |
RU2739560C1 (en) | Method of producing spherical alumina support | |
CN113086989B (en) | Preparation method of hierarchical pore NaY molecular sieve | |
CN115010146B (en) | Multistage hole ZSM-5 nano aggregate molecular sieve and preparation method thereof | |
CN111097380A (en) | Adsorbent and preparation method and application thereof | |
RU2566782C1 (en) | Sorbent for sulphur-containing compounds and method for producing it (versions) | |
RU2605707C1 (en) | Method of producing silica gel | |
JPH06102150B2 (en) | Acid gas adsorption separation | |
US3348911A (en) | Method for preparing high rate zeolitic molecular sieve particles | |
CN104437664A (en) | Method for preparing alpha-alumina carrier | |
CN108046280B (en) | Silica-alumina gel and preparation method thereof | |
JP5059428B2 (en) | Method for producing dual pore silica | |
RU2700999C1 (en) | Method of preparing moisture-resistant silica gel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A IN JOURNAL: 32-2017 |