[發明專利]一種苯及苯系物吸附劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202210082531.4
• 申請日: 2022-01-24
• 公開（公告）號: CN114345309A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 謝剛;黃國豪;黃進軍;周素林;黎亮;程功
• 申請（專利權）人: 西南石油大學;中石化江漢石油工程有限公司;中石化江漢石油工程有限公司環保技術服務公司
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/30;B01D53/02
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• 代理人: 暫無信息

本發明涉及油氣田鉆井技術領域，具體涉及一種苯及苯系物吸附劑及其制備方法。該吸附劑合成原料包括硅藻土、氯化錳、硅烷偶聯劑、含烯鍵的長鏈酯類單體、交聯劑、引發劑，該吸附劑采用硅藻土改性得到錳離子改性硅藻土有機無機聚合物，降低了熱脫附油的消耗量，減少成本，并且有效的吸附熱脫附油中的苯及苯系物等揮發性有機物(VOCs)。

技術領域

本發明涉及油氣田鉆井技術領域，具體涉及一種苯及苯系物吸附劑及其制備方法。

背景技術

在油基鉆屑回收利用中，對油基鉆屑進行熱脫附處理后，會產生刺激性氣味，經檢測主要是苯及苯系物等揮發性有機物(VOCs)，對人體的血液、神經、生殖系統具有較強危害。吸附法是去除苯及苯系物的一種有效方法，而吸附材料的選擇尤為重要。對目前研究較多的苯及苯系物吸附材料有活性炭、活性炭纖維、沸石分子篩、二氧化硅氣凝膠、樹脂、污泥黏土等。

CN103623774A公開了一種用于燃油脫硫的改性活性炭的制備方法，該發明利用臭氧在液相中改性活性炭，能明顯增加活性炭表面的酸性含氧基團，提高有機噻吩硫化物的吸附容量。但是，該改性活性炭是針對吸附燃油中的有機噻吩硫化物研發的，對于苯系物的吸附選擇性不佳。

CN 112871132A公開了一種羰基活性炭顆粒及其制備方法，使其改性活性炭顆粒具備超大的比表面積和豐富的孔徑結構，對苯及苯系物的吸附具有較大優勢，同時表面的羰基官能團可以催化過硫酸鹽產生單線態氧，通過氧化反應徹底去除有機物。但是，該改性活性炭在吸附熱脫附油中的苯系物時，同時吸附了大量的熱脫附油，造成成本加大。

硅藻土擁有活性炭相同的性質，在吸附熱脫附油中的苯系物時，同時吸附了大量的熱脫附油，造成成本加大。但是硅藻土成本更加低廉，針對硅藻土吸油問題，對硅藻土改性加入含烯鍵的長鏈酯類單體，使其降低對熱脫附油的吸附，減少熱脫附油的消耗，達到對熱脫附油中的苯及苯系物選擇性吸附。

發明內容

為實現上述目的，本發明的技術方案為：一種苯及苯系物吸附劑及其制備方法，其特征在于，所述苯及苯系物吸附劑的原料有硅藻土、氯化錳、硅烷偶聯劑、含烯鍵的長鏈酯類單體、交聯劑、引發劑，采用如下步驟制備而成：

(1)取硅藻土和氯化錳固體混合，添加適量蒸餾水，攪拌混勻；將混合液升溫至50～70℃，并恒溫以300r/min的速度進行攪拌反應2～3h，室溫下冷卻靜置1～2h，重復上述步驟4次，將負載沉淀物過濾出來，用蒸餾水反復清洗、過濾，得到完全負載錳離子的硅藻土；

(2)將負載錳離子的硅藻土放入水浴鍋中，加適量蒸餾水，將硅烷偶聯劑溶于去離子水中后轉入反應器中，攪拌2-3h，升溫60～70℃；

(3)在反應器里向步驟(2)合成的產物中加入含烯鍵的長鏈酯類單體，攪拌2～3h，升溫至60～70℃，加入交聯劑、引發劑，攪拌2～3h，待反應體系自然冷卻后，對其進行干燥，在105℃下烘干，得到錳離子改性硅藻土有機無機聚合物。

步驟(1)所述硅藻土和氯化錳固體按20～80∶1的質量比混合。

步驟(2)所述硅烷偶聯劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、3-氨基丙基三甲氧基硅烷(KH540)、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH792)中的一種，添加量為改性硅藻土質量的1％-2％。

步驟(3)含烯鍵的長鏈酯類單體為2-甲基-2-丙烯酸半二十烷基酯、2-甲基-2-丙烯酸二十二烷基酯、2-甲基-2-丙烯酸四糖基酯中的一種，所述的含烯鍵的長鏈酯類單體與硅烷偶聯劑的摩爾比為0.5∶0.8～2。

步驟(3)所述交聯劑為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺、二乙烯基苯中的一種，添加量為改性硅藻土質量的0.03％～0.05％。

步驟(3)所述引發劑為過硫酸鉀、過硫酸銨中的一種，添加量為改性硅藻土質量的0.1％～0.8％。