一种天然气脱水用分子筛干燥剂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及天然气脱水领域，特别涉及一种天然气脱水用分子筛干燥剂的制备方法。
【背景技术】
[0002]来自地下储集层的天然气一般都含水，在集输和处理过程中易凝结成液态水，形成冰状结晶水合物而引起管线、节流阀及仪表等堵塞，降低产能和管线输送能力，严重时造成停产;此外，液态水还容易溶解co2、H2s等酸性气体，形成强腐蚀性酸液引起设备腐蚀。所以有必要对天然气进行脱水处理。目前常采用分子筛干燥剂用于天然气脱水。其中，天然气脱水用分子筛干燥剂多为碱金属或碱土金属的硅铝酸盐晶体，分子式为M2/n0.Al2O3.XS12.yH20，其对极性分子，例如水等不饱和分子具有很高的亲和力，是气体和液体的优良吸附剂。
[0003]现有技术提供了一种天然气脱水用分子筛干燥剂的制备方法，包括以下步骤:
[0004]I)将Si(WAl2C)3摩尔比为2.10?2.35:1的高岭土原料过120?325目筛；
[0005]2)采用直接焙烧法或干法碱焙烧法在500?1000 °C下焙烧I?4h，再将焙烧后的高岭土进行胶化、晶化；
[0006]3)去离子水抽滤洗涤，烘干；
[0007]4)添加膨润土或高岭土原矿进行造粒；
[0008]5)所得干燥剂颗粒在500?800°C下焙烧即成。
[0009]发明人发现现有技术中至少存在以下问题:
[0010]现有技术提供的方法中由于原料活化不均匀、晶化壁皇高、组织结构差，所制备的分子筛干燥剂的结晶度较低，易导致产品质量不稳定，静态吸水率低。
【发明内容】
[0011]本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种有效提高分子筛干燥剂的结晶度，进而提高其静态吸水率的天然气脱水用分子筛干燥剂的制备方法。具体技术方案如下:
[0012]—种天然气脱水用分子筛干燥剂的制备方法，所述方法包括:
[0013]将高岭土原料研磨至2μπι以下，在流化床内进行流态化焙烧后，添加铝源、钠源混合形成浆料，依次对所述浆料进行陈化、水热晶化、固液分离，获取分离得到的固体产物，然后对所述固体产物依次进行洗涤、干燥，得到分子筛原粉，随后向所述分子筛原粉中加入抗酸性粘结剂进行成型处理，烘干，再次焙烧后即得到天然气脱水用分子筛干燥剂；
[0014]所述浆料中，Si(WAl2C)3的摩尔比为I.7?2.1:1,SiCWNa2O摩尔比为0.6?0.9:1,出0/恥20摩尔比为30?50:1。
[0015]具体地，作为优选，所述高岭土原料选自软质高岭土、硬质高岭土、煤矸石中的至少一种。
[0016]具体地，作为优选，所述流态化焙烧的温度为500?1000°C，时间为1.5?3小时。
[0017]具体地，作为优选，所述铝源选自硫酸铝、氢氧化铝、拟薄水铝石和铝酸钠中的至少一种。
[0018]具体地，作为优选，所述钠源选自氢氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠中的至少一种。
[0019]具体地，作为优选，所述陈化的时间至少为12小时。
[0020]具体地，作为优选，所述陈化的时间至少为48小时。
[0021]具体地，作为优选，所述水热晶化的温度为70?100°C，时间至少为3小时。
[0022]具体地，作为优选，所述抗酸性粘结剂为凹凸棒土和/或硅酸钠，所述抗酸性粘结剂的加入质量为所述分子筛原粉质量的10?35%。
[0023]具体地，作为优选，所述烘干的温度为120°C，所述再次焙烧的温度为450?900°C，时间为1.5?3小时。
[0024]本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0025]本发明实施例提供的分子筛干燥剂的制备方法，通过将高岭土原料研磨至2μπι以下，流态化焙烧后，可使原料活化均匀，以提高原料活性并降低传质壁皇，然后经过成分设计添加铝源、钠源混合形成浆料，以保证浆料中Si02/Al203的摩尔比为1.7?2.1: I，S12/Na2O摩尔比为0.6?0.9: I，H20/Na20摩尔比为30?50: I，如此可调控硅铝拆装，便于提高后续生成的干燥剂的组织结构。随后对浆料进行陈化、水热晶化、固液分离，以及对分离后的固体产物进行洗涤及干燥制得分子筛原粉。之后在分子筛原粉中加入抗酸性粘结剂进行成型处理，烘干后经再次焙烧后即得到天然气脱水用分子筛干燥剂。通过上述方法实现原料的均匀活化，降低了晶化壁皇，提高了组织结构，所制备得到的天然气脱水用分子筛干燥剂具有结晶度尚、静态吸水率尚、耐酸性气体、广品质量稳定等优点。
【附图说明】
[0026]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1是本发明实施例1提供的分子筛原粉的X射线衍射图；
[0028]图2是本发明实施例1提供的分子筛原粉的扫描电镜照片。
【具体实施方式】
[0029]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0030]本发明实施例提供的分子筛干燥剂的制备方法，通过将高岭土原料研磨至2μπι以下，在流化床内进行流态化焙烧后，添加铝源、钠源混合形成浆料，以保证浆料中Si02/Al203的摩尔比为I.7?2.1:1，Si02/Na20摩尔比为0.6?0.9:1，H20/Na20摩尔比为30?50: I，随后对浆料进行陈化、水热晶化、固液分离，以及对分离后的固体产物进行洗涤及干燥制得分子筛原粉。之后在分子筛原粉中加入抗酸性粘结剂进行成型处理，烘干后经再次焙烧即得到天然气脱水用分子筛干燥剂。通过上述方法制备得到的天然气脱水用分子筛干燥剂具有结晶度尚、静态吸水率尚、耐酸性气体、广品质量稳定等优点。
[0031]在本发明实施例中，Si02/Al203的摩尔比简称硅铝摩尔比，Si02/Na20的摩尔比简称硅钠摩尔比，H20/Na20摩尔比简称水钠摩尔比。
[0032]具体地，本发明实施例所用的高岭土原料可以为本领域常见的高岭土，例如其可以选自软质高岭土(即土状高岭土，硬度一般为I?2)、硬质高岭土(即高岭石岩，硬度一般为3?4)、煤矸石中的至少一种，上述高岭土原料，成本低廉且便于成型处理。
[0033]其中，可通过研钵和/或球磨机对高岭土原料进行研磨处理，以将其研磨至2μπι以下，例如1.5μm、lμm、0.8μm等，提供了形成分子筛干燥剂结构的原料粒度，以保证后续生成的分子筛干燥剂具有较高的纯度。
[0034]其中，对研磨后的高岭土原料在流化床中进行流态化焙烧的温度为500?1000°C，时间为1.5?3小时。流态化焙烧保证了温度场均匀，原料活化均匀，其中流态化焙烧的温度可以设置为500 °C、650 °C、800 °C、950 °C、1000 °C等，流态化焙烧的时间可以设置为1.5小时、2小时、2.5小时、3小时等，优选为2小时，如此可破坏高岭土原料的晶体结构和组成，使其转化成具有反应活性的无定型S12和Al2O3混合物，最终达到提高和优化分子筛干燥剂的结晶度的目的。
[0035]其中，铝源选自硫酸铝、氢氧化铝、拟薄水铝石和铝酸钠中的至少一种，通过选用上述铝源，以调整浆料中Si02/Al203的摩尔比为1.7?2.1:1，例如为1.7:1、1.8:1、1.9:1、2.0:1、2.1:1等，对分子筛干燥剂的组成进行优化，调控硅铝拆装，进而达到提高分子筛干燥剂的结晶度和静态吸水率的目的。
[0036]其中，钠源选自氢氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠中的至少一种，通过选用上述钠源，以调整浆料中Si02/Na20摩尔比为0.6?0.9:1，例如为0.6:1、0.7:1、0.8:1、0.9:1等，同时使浆料中H20/Na20摩尔比为30?50: I，例如为30: 1,35: 1,40: 1,45: 1,50: I等，对分子筛干燥剂的组成进行优化，进而达到提高分子筛干燥剂的结晶度和静态吸水率的目的。
[0037]其中，本发明实施例通过对浆料进行陈化，并使陈化的时间至少为12小时，优选为至少48小时，例如为15小时、20小时、30小时、40小时、50小时、55小时、60小时等，以使流态化焙烧后的高岭土原料与铝源、钠源充分混合均匀，便于后期均匀的进行水热晶化反应。
[0038]待陈化完成后，本发明实施例将陈化后的浆料置于晶化反应器中进行水热晶化处理，并保证水热晶化的温度为70?100 0C，例如为70 0C、80 °C、90 °C、100 °C等，时间至少为3小时，例如I小时、1.5小时、2小时、2.5小时、3小时等。通过如上设置，可使浆料中各分子间强烈作用，控制溶解结晶，以形成具有期望的晶体结构的分子筛原粉。
[0039]待水热晶化处理过程之后，本发明实施例采用抽滤法对反映原料进行固液分离，获取分离得到的固体产物，然后可使用去离子水等对分离后的固体产物进行洗涤，以去除固体产物上残留的杂质，进而保证了分子筛干燥剂具有较高的纯度。
[0040]进一步地，本发明实施例通过采用抗酸性粘结剂使分子筛原粉成型，优选地，该粘结剂为凹凸棒土和/或硅酸钠，其中，粘结剂的加入质量为分子筛原粉质量的10?35%，例如为10 %、15%、20 %、25 %、30%等。上述粘结剂的加入可以使分子筛