一種天然氣低溫助燃環保助劑及其制備方法技術

本申請涉及環保助劑領域，具體公開了一種天然氣低溫助燃環保助劑及其制備方法。所述天然氣低溫助燃環保助劑包括下列重量份物質：10～50份碳酸二甲酯、0～10份甲基叔丁基醚、10～20份甲醇和15～20份分散催化顆粒；所述分散催化顆粒為吸附有納米Pt顆粒的炭氣凝膠。本申請的天然氣低溫助燃環保助劑選用碳酸二甲酯、甲基叔丁基醚和甲醇為液態基質，以吸附有貴金屬Pt的炭氣凝膠材料為催化材料，將環保助劑材料有效包覆并負載在沸騰的氣相中，通過氣相環保助劑與天然氣之間形成均勻的結合形態，使天然氣中的甲烷在80～100℃的環保助劑作用下，打開氣氫氧鍵，有效催化天然氣在富氧狀態下進行燃燒，進一步改善了改善天然氣在低溫環境下的活性。活性。

【技術實現步驟摘要】
一種天然氣低溫助燃環保助劑及其制備方法


[0001]本申請涉及環保助劑領域，更具體地說，它涉及一種天然氣低溫助燃環保助劑及其制備方法。

技術介紹

[0002]目前天然氣是指自然界中天然存在的一切氣體，包括大氣圈、水圈、和巖石圈中各種自然過程形成的氣體(包括油田氣、氣田氣、泥火山氣、煤層氣和生物生成氣等)。天然氣蘊藏在地下多孔隙巖層中，包括油田氣、氣田氣、煤層氣、泥火山氣和生物生成氣等，也有少量出于煤層。它是優質燃料和化工原料。天然氣主要用途是作燃料，可制造炭黑、化學藥品和液化石油氣，由天然氣生產的丙烷、丁烷是現代工業的重要原料。天然氣主要由氣態低分子烴和非烴氣體混合組成。
[0003]由于天然氣主要成分是甲烷，其中硫和氮的含量遠遠低于其它石化資源。又由于甲烷碳氫比低，熱值高，在其利用過程中不易產生二次污染。因此與其它一次能源相比是一種清潔能源。但由于甲烷是非常穩定的小分子有機物，且電子親合能很低，離子化能很高，這些特性導致甲烷分子的活化變得十分困難。
[0004]針對上述中的相關技術，專利技術人認為由于熱力學上的原因，甲烷活化后形成的中間產物，很容易繼續反應，生成熱力學上更為穩定的水和二氧化碳。因此，在低溫環境條件下很難對甲烷進行活化催化處理，即不能使天然氣在低溫環境下打開H
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O鍵，導致天然氣難以充分的燃燒。

技術實現思路

[0005]為了改善天然氣在低溫環境下的活性，使天然氣充分燃燒，第一方面，本申請提供一種天然氣低溫助燃環保助劑，所述天然氣低溫助燃環保助劑包括下列重量份物質：10～50份碳酸二甲酯、0～10份甲基叔丁基醚、10～20份甲醇和15～20份分散催化顆粒；所述分散催化顆粒為吸附有納米Pt顆粒的炭氣凝膠。
[0006]通過采用上述技術方案，由于本申請選用碳酸二甲酯、甲基叔丁基醚和甲醇為液態基質，由于采用的這類液相介質，在60～100℃下能形成共沸形態，同時，本申請采用的吸附有貴金屬Pt的炭氣凝膠材料，由于炭氣凝膠的密度較低，能有效包覆并負載在沸騰的氣相中，通過氣相環保助劑與天然氣之間形成均勻的結合形態，使天然氣中的甲烷在80～100℃的環保助劑作用下，打開氣氫氧鍵，有效催化天然氣在富氧狀態下進行燃燒，進一步改善了改善天然氣在低溫環境下的活性，使天然氣能進行充分燃燒。
[0007]進一步地，所述天然氣低溫助燃環保助劑包括下列重量份物質：40～50份碳酸二甲酯、8～10份甲基叔丁基醚、15～20份甲醇和18～20份分散催化顆粒；所述分散催化顆粒為吸附有納米Pt顆粒的炭氣凝膠。
[0008]通過采用上述技術方案，由于本申請優化了具體環保助劑的配比比例，該配比的天然氣環保助劑通過優化液相介質之間協同作用，使環保助劑材料能在低溫環境下共沸，
進一步改善了改善天然氣在低溫環境下的活性性能，從而使天然氣能進行充分燃燒。
[0009]進一步地，所述炭氣凝膠表面還包覆有以四丙基氫氧化銨、偏鋁酸鈉和正硅酸乙酯為原料，晶化制備的催化分子篩膜。
[0010]通過采用上述技術方案，由于本申請在炭氣凝膠表面包覆分子篩膜進行改性處理，通過包覆的分子篩膜具有的結構尺寸，降低內擴散阻力，提高環保助劑材料與天然氣之間的結合性能，同時通過晶化的分子篩膜層，對氣凝膠內部的孔隙結構進行包覆改性，改善炭氣凝膠基體的結構性能，在此基礎上，由于炭氣凝膠具有的發達的三維網狀結構和較大的空隙率，可以有效地降低乃至消除外擴散，使環保助劑的傳質速率加快，提高了環保助劑的催化性能，進一步改善了改善天然氣在低溫環境下的活性性能，從而使天然氣能進行充分燃燒。
[0011]進一步地，所述分散催化顆粒粒徑為500目。
[0012]通過采用上述技術方案，由于本申請優化了催化顆粒的粒徑，使其在實際使用過程中，不會存在由于其顆粒過小，導致催化性能不佳的問題，也不會存在由于催化顆粒過大，不能在共沸體系下負載在氣相中進行催化改性的問題。
[0013]第二方面，本申請提供一種天然氣低溫助燃環保助劑的制備方法，所述天然氣低溫助燃環保助劑制備步驟包括：S1、炭氣凝膠基體制備：將間苯二酚、碳酸鈉和去離子水混合，滴加甲醛溶液滴后，陳化處理并對其溶劑置換，干燥后升溫加熱并保溫煅燒處理，得炭氣凝膠基體，取炭氣凝膠基體并破碎并分散改性，得分散改性基體顆粒；S2、分子篩膜包覆改性：先取去離子水、四丙基氫氧化銨和偏鋁酸鈉攪拌混合，待混合完成后，將正硅酸乙酯滴加至溶解液中，室溫下陳化，得陳化基體液，將分散改性基體顆粒添加至陳化基體液中，攪拌混合并保溫晶化，洗滌后干燥，制備得分子篩膜包覆改性基體顆粒；S3、催化吸附：取分子篩膜包覆改性基體顆粒浸泡至氯鉑酸中，吸附處理并干燥，升溫加熱、保溫焙燒處理，靜置冷卻至室溫，研磨分散過篩，得分散催化顆粒；S4、混合制備：按重量份數計，分別稱量40～50份碳酸二甲酯、8～10份甲基叔丁基醚、15～20份甲醇和18～20份分散催化顆粒，攪拌混合并超聲分散，即可制備得低溫環境用天然氣助燃環保助劑。
[0014]通過采用上述技術方案，由于本申請優化了環保助劑的制備步驟，通過層層負載的改性方案，既可以最大程度的使該環保助劑材料保證良好的催化性能，又能降低整體環保助劑制備的步驟和成本，優化了制備方案，從而使天然氣助燃環保助劑制備效率有效提高。
[0015]進一步地，步驟S1所述的分散改性為采用硅烷偶聯劑對所述炭氣凝膠基體破碎后，偶聯接枝分散改性處理。
[0016]通過采用上述技術方案，由于本申請采用偶聯改性的處理的方案對炭氣凝膠基體進行分散改性，使一部分極性基團可與炭氣凝膠表面的活性分子通過化學作用或物理作用相結合，改善其在液相中的分散性能，這樣在后續的氣相分散體系中，能均勻負載并有效催化，從而使天然氣助燃環保助劑制備效率有效提高。
[0017]進一步地，步驟S2所述的保溫晶化溫度為150～155℃。
[0018]通過采用上述技術方案，由于本申請優化了分子篩膜的晶化溫度，改善了分子篩膜在炭氣凝膠表面的負載厚度，在不降低催化活性的同時，使催化顆粒能有效負載在分散的氣相中，這樣在后續的催化活化過程中，進一步改善了改善天然氣在低溫環境下的活性
性能。
[0019]進一步地，步驟S3所述的保溫焙燒處理溫度為450～500℃。
[0020]通過采用上述技術方案，由于本申請優化了氯鉑酸煅燒還原成分散的鉑顆粒的溫度，在有效催化還原處理的過程中，改善炭氣凝膠由于溫度過高而發生分解，而降低炭氣凝膠基體的缺陷，從而進一步改善了改善天然氣在低溫環境下的活性性能。
[0021]綜上所述，本申請包括以下至少一種有益技術效果：第一、本申請選用碳酸二甲酯、甲基叔丁基醚和甲醇為液態基質，以吸附有貴金屬Pt的炭氣凝膠材料為催化材料，將環保助劑材料有效包覆并負載在沸騰的氣相中，通過氣相環保助劑與天然氣之間形成均勻的結合形態，使天然氣中的甲烷在80～100℃的環保助劑作用下，打開氣氫氧鍵，有效催化天然氣在富氧狀態下進行燃燒，進一步改善了改善天然氣在低溫環境下本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種天然氣低溫助燃環保助劑，其特征在于，所述天然氣低溫助燃環保助劑包括下列重量份物質：碳酸二甲酯
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10～50份；甲基叔丁基醚
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0～10份；甲醇
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10～20份；分散催化顆粒
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15～20份；所述分散催化顆粒為吸附有納米Pt顆粒的炭氣凝膠。2.根據權利要求1所述的天然氣低溫助燃環保助劑，其特征在于，所述天然氣低溫助燃環保助劑包括下列重量份物質：碳酸二甲酯
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40～50份；甲基叔丁基醚
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8～10份；甲醇
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15～20份；分散催化顆粒
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18～20份；所述分散催化顆粒為吸附有納米Pt顆粒的炭氣凝膠。3.根據權利要求2所述的天然氣低溫助燃環保助劑，其特征在于，所述炭氣凝膠表面還包覆有以四丙基氫氧化銨、偏鋁酸鈉和正硅酸乙酯為原料，晶化制備的催化分子篩膜。4.根據權利要求3所述的天然氣低溫助燃環保助劑，其特征在于，所述分散催化顆粒粒徑為500目。5.一種天然氣低溫助燃環保助劑的制備方法，其特征在于，所述天然氣低溫助燃環保助劑...

【專利技術屬性】
技術研發人員：丁東華，陳萬明，丁之豪，
申請(專利權)人：江蘇沃特優新能源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：