高岭土酸碱复合改性制备多孔材料及其应用

采用碱改性及碱改性后进一步酸改性的方式对高温焙烧高岭土进行改性,详细研究了改性方式对改性产物的孔结构及组成的影响。结果表明：随着碱浓度的提高,改性产物的比表面积及孔体积增大,硅铝比[n(SiO₂)/n(Al₂O₃)]略有减小;随着碱改性次数的增多,改性产物的孔体积出现减小的趋势,而硅铝比增大;碱改性时,高温焙烧高岭土中二氧化硅的溶解促进铝源的活化;对碱改性高温焙烧高岭土进一步作酸改性,可获得孔体积为0.81 cm³/g、比表面积为408 m²/g的多孔材料,以该材料作为催化裂化催化剂载体所制备的催化剂,可使油浆产率减小3.07百分点,汽油收率增大2.68百分点,总液体收率增大2.58百分点。     

酸碱改性高岭土性能的研究

研究了酸、碱改性高岭土的孔结构性质以及影响酸改性高岭土比表面积的因素。结果表明,多各缃比,在Ａｌ２Ｏ３／ＨＣｌ体系中形成的酸改性白土具有明显的中孔分布,提高反应温度,中孔特征突出,孔道更加通畅。碱性性白有附脱附等温线为Ⅳ型,具有典型中孔特征,高岭土经过酸或碱改性,者可以获得平均孔径在４．０ｎｍ左右的中孔材料, 碱改性白土的吸附量理大,孔分布更集中,另外,酸量和浓度适中才有利于提高改性高岭土的比表面     

酸碱改性高岭土性能的研究 Ⅱ.比表面积和孔结构

研究了酸、碱改性高岭土的孔结构性质以及影响酸改性高岭土比表面积的因素。结果表明,多种酸反应体系相比,在Ａｌ２Ｏ３／ＨＣｌ体系中形成的酸改性白土具有明显的中孔分布,提高反应温度,中孔特征突出,孔道更加通畅。碱改性白土的吸附脱附等温线为Ⅳ型,具有典型的中孔特征。高岭土经过酸或碱改性,都可以获得平均孔径在４．０ｎｍ左右的中孔材料,但是碱改性白土的吸附量更大,孔分布更集中。另外,酸量和酸浓度适中才有利于提高改性高岭土的比表面积,提高反应温度和延长反应时间也可以增加其比表面积     

内蒙古煤系硬质高岭土碱改性研究

考察了碱处理对内蒙古煤系硬质高岭土(简称高岭土)的物理化学性能及其裂化性能的影响。采用X射线衍射、魔角旋转固体核磁共振法表征了高岭土的组成和结构;采用BET法测定了碱改性高岭土的比表面积和孔径分布。实验结果表明,高岭土经1 060℃煅烧1h后,大量的非晶态S iO2和γ-A l2O3分凝,这种非晶态的S iO2具有与碱反应的活性;高岭土中的六配位铝(A l(Ⅵ))比四配位铝(A l(Ⅳ))更易与碱反应,延长碱处理时间可提高A l(Ⅳ)的含量,降低A l(Ⅵ)的含量,有利于裂化反应的进行;碱改性高岭土的孔半径主要分布在2~8nm;随碱处理时间的延长,碱改性高岭土的裂化活性和裂化选择性提高。     

高岭土焙烧活化研究

采用XRD研究不同温度焙烧的高岭土,发现随焙烧温度升高,高岭土发生一系列相变。碱溶实验结果表明,高岭土经不同温度焙烧后,由相变而产生的活性硅、铝含量不同;在450～600℃之间,活性硅、铝含量随焙烧温度升高而升高;在600～900℃之间,活性硅含量基本保持不变,活性铝含量缓慢增加;在900～1100℃之间,活性硅含量迅速上升,而活性铝含量迅速下降。Y型分子筛合成实验结果表明,活性硅、铝含量的变化对分子筛合成有重要影响。     

改性高岭土处理劣化汽轮机油的研究

采用加碱研磨煅烧,以硅酸钠调整硅铝比改性高岭土,通过改性高岭土处理劣化汽轮机油的效果,确定高岭土的最佳改性条件。利用FTIR,XRD,XRF,SEM,BET等方法对材料的结构进行表征。实验结果表明,适当增大硅铝比可提高处理劣化油效果;当硅酸钠的加入量为100 mL(8 g高岭土,2 g氢氧化钙)时,改性后高岭土n(SiO_2)∶n(Al_2O_3)=2,对劣化油吸附处理能力最好;改性高岭土吸附剂用量为5%(w)时,吸附效果最佳。表征结果显示,改性后的高岭土晶体结构转变成了具有高反应活性的无序非晶质相,比表面积、孔体积和孔径均增加,使得吸附处理劣化油的效果增强。     

研磨-焙烧-碱处理偏高岭土制备大孔催化剂基质

采用研磨-焙烧-碱处理的方法,以偏高岭土为原料,制备了流化催化裂化(FCC)催化剂大孔基质。采用自动压汞仪和扫描电子显微镜对制备的大孔基质的孔结构和表面形貌进行了表征;考察了研磨时间和碱量对偏高岭土孔结构的影响。实验结果表明,经研磨-焙烧-碱处理后,偏高岭土中形成了100～2000nm的大孔,所形成的大孔与偏高岭土中原有的介孔构成了介孔-大孔双峰分布;研磨时间和碱量对偏高岭土的孔道结构有较大影响,在研磨时间为3h、加入NaOH的质量分数为20%时,偏高岭土的孔结构最好,以此条件下得到的偏高岭土为FCC催化剂基质与以高岭土为FCC催化剂基质相比,重油裂化的汽油收率从28.82%提高到36.14%。     

酸改性高岭土在合成气一步法制备二甲醚中的应用

分别以1.0mol/L的硫酸、盐酸、硝酸为改性剂,采用浸渍法制备了一系列酸改性高岭土;以酸改性高岭土为甲醇脱水催化剂,与甲醇合成催化剂XNC-98混合制备了适用于合成气一步法制备二甲醚(DME)的双功能催化剂;考察了双功能催化剂对DME合成反应的活性,并采用X射线衍射、N2吸附-脱附实验表征了酸改性后高岭土的结构和性能。表征结果显示,高岭土经酸改性后,其比表面积及高岭土中高岭石的结晶度显著提高。活性评价实验结果表明,以硫酸改性的高岭土作为甲醇脱水催化剂,可显著提高高岭土催化甲醇脱水的性能。还考察了硫酸浓度对DME合成反应的影响,实验结果表明,在处理时间7h、处理温度50℃的条件下,硫酸浓度为0.5mol/L时,CO转化率和DME收率最高。在V(H2)∶V(CO)=1、250℃、3M Pa、空速3 000mL/(g.h)的反应条件下,CO转化率为56.1%,DME收率为37.2%,DME选择性为99.9%。     

改性高岭土性能研究：I.酸性和催化活性

利用＾２９Ｓｉ和＾２７ＡｌＭＡＳＮＭＲ，ＸＲＤ，ＮＨ３－ＴＰＤ，ＩＲ，ＭＡＴ等手段研究了高岭土酸改性过程和酸碱改性后的酸性，催化活性。结果表明，高岭土偏高岭土化过程中形成四面体铝是偏高岭土具有酸反应活性的直接原因，在８５０℃左右活性达到最高酸改性高岭土酸性的产生经历了一次脱羟基（铝的活化）羟基化（酸反应）二次脱羟基的过程，其中烃基化是酸性产生的关键步骤，碱改性高岭土的酸性中心数量少于酸改性高岭土，     

改性高岭土性能研究 Ⅰ.酸性和催化活性

利用２９Ｓｉ和２７ＡｌＭＡＳＮＭＲ、ＸＲＤ、ＮＨ３－ＴＰＤ、ＩＲ、ＭＡＴ等手段研究了高岭土酸改性过程和酸碱改性后的酸性、催化活性。结果表明,高岭土偏高岭土化过程中形成的四面体铝是偏高岭土具有酸反应活性的直接原因,在８５０℃左右活性达到最高。酸改性高岭土酸性的产生经历了一次脱羟基（铝的活化）、羟基化（酸反应）、二次脱羟基的过程,其中羟基化是酸性产生的关键步骤。碱改性高岭土的酸性中心数量少于酸改性高岭土,但是前者主要存在稳定的八面体Ａｌ—ＯＨ,是其酸性中心强度比后者高的原因,在磷含量小于０．８％时,磷改性处理可降低改性高岭土的酸强度。     

改性高岭土在催化裂化催化剂中的应用研究

采用加入分散剂打浆方式对高岭土进行改性.考察了打浆过程的阶段性变化,以及分散剂对催化剂反应性能的影响.结果表明,在高岭土浆液中加入分散剂后,打浆为20 min时,粒度从6.2 μm降至1.4 μm,提高了打浆效率.通过引入含硅分散剂对高岭土改性,在细化高岭土浆液粒度的同时,可以增大高岭土的比表面积、孔体积,改善基质的分...     

石嘴山高岭土制备裂化催化剂应用研究

对石嘴山高岭土细粉进行了高温焙烧和碱改性处理，并利用XRD、N2吸附法，IR酸性表征，微型和小型反应器等进行研究，结果表明：高岭土经过热和化学改性形成了一定活性中孔结构，添加这种新材料制成的裂化催化剂具有较强的抗重金属污染的重质油转化能力。     

鄂尔多斯盆地致密储层微观孔隙结构特征与分类

致密储层的微观孔隙结构特征是衡量致密储层油气渗流能力和产量的重要因素,也是目前致密油气藏的研究重点和热点。以鄂尔多斯盆地三叠系延长组长8致密储层为研究对象,通过开展恒速压汞实验和建立微观孔隙结构模型,分析了宏观储层物性参数与微观孔隙结构参数的关系,实现了对致密储层微观孔隙结构的精细划分。研究结果表明：喉道半径越大,总进汞饱和度、喉道进汞饱和度和孔隙进汞饱和度越大,残余的湿相饱和度越小;致密岩心喉道半径及孔隙半径均呈“两端分布少、中间多、左右不对称,粗(正)偏态”的正态分布特征,随着孔隙度和渗透率的增大,正态分布参数α和σ值有增大的趋势;以主流孔喉半径为判别特征参数,将致密岩心孔隙结构类型分为4类：Ⅰ类渗透率大于1×10^-3μm²,主流孔喉半径大于1μm;Ⅱ类渗透率为(0.5～1)×10^-3μm²,主流孔喉半径为0.7～1μm;Ⅲ类渗透率为(0.3～0.5)×10^-3μm²,主流孔喉半径为0.5～0.7μm;Ⅳ类渗透率小于0.3×10^-3     

呼和诺仁油田孔隙结构及渗流特征研究

针对海拉尔盆地呼和诺仁油田南屯组油层含水上升快的实际情况,开展了储层孔隙结构和渗流特征研究。南屯组储层近物源、快速堆积的扇三角洲沉积导致孔隙分布不均、连通性差,喉道分布以双峰型为主,左峰对应较小喉道半径,为无效喉道;右峰对应较大喉道半径,为有效喉道,是主要渗流通道。孔隙结构相差极大,微观非均质性极强。可动油饱和度较低,水相相对渗透率形态呈凸形。储层水敏性强、贾敏效应渗流阻力大导致水驱油过程中注入水很难进入1μm以下喉道驱油,由核磁共振测试得到1μm以上喉道中采油量占全部采油量的77%,为注入水渗流的优势通道,是油井含水上升快的主要原因。     

鄂尔多斯盆地英旺油田长8 储层微观孔隙结构特征研究

针对鄂尔多斯盆地英旺油田长8 储层非均质性强、微观孔隙结构复杂及产量低等问题,利用扫描电 镜、铸体薄片、高压压汞和油水两相渗流实验等对长8 储层的岩石学特征、物性特征、微观孔隙结构及对 渗流能力和驱油效率的影响作了详细研究。结果表明：该区的孔隙结构可分为3 类,即粒间孔-溶 孔、溶孔-粒间孔和微孔-溶孔类,其中溶孔-粒间孔类为该区最好的储层,应重点开发;填隙物的类型和相 对含量、岩心孔隙度和平均孔喉半径是影响低渗透储层渗流能力的主要因素。     

利用毛管压力曲线分析姬塬油田长6油层微观孔隙结构特征

孔隙结构是影响储层物性的重要因素。采用压汞分析技术,对姬塬油田长6油层组储层微观孔隙结构特征进行了深入的研究。结果表明,姬塬油田长6储层属于中孔、特低渗储层,孔喉分选性、连通性一般。根据孔隙结构特征相关参数将毛管压力曲线分为4类,研究区主要以Ⅰ类和Ⅱ类为主。从Ⅰ类到Ⅳ类,排驱压力和中值压力逐渐增大,中值半径和平均喉道半径逐渐减小,反映出储层的孔隙结构和渗流能力由好变差。     

海拉尔油田砂砾岩储集层孔隙结构特征分析

基于岩心物性和压汞曲线等实验资料,研究了海拉尔油田砂砾岩储集层的孔隙结构特征。研究表明:砂砾岩储集层物性差异大,孔渗相关性差;孔喉半径分布以双峰态为主;渗透率与平均孔隙半径具有较好的幂函数关系,渗透率的对数与分选系数、特征结构参数的对数具有较好的线性关系;排驱压力与渗透率具有双对数线性关系,与分选系数具有线性关系;退汞效率与渗透率具有幂函数关系,与分选系数具有线性关系。     

聚合物溶液对孔隙结构特征的影响

通过水驱、聚合物驱及后续水驱实验,研究了不同相对分子质量、不同质量浓度聚合物溶液的阻力系数和残余阻力系数;通过常规压汞实验,研究了聚合物驱后岩心孔隙结构特征,对比分析了不同相对分子质量、不同质量浓度的聚合物溶液驱替对岩心孔隙结构特征的影响。结果表明,由于聚合物溶液在岩心孔隙中的吸附滞留,随聚合物溶液相对分子质量、质量浓度的增加,阻力系数和残余阻力系数增大,渗透率下降幅度越大;毛管压力曲线从左下方到右上方逐次排列,孔隙体积在大孔道处减少,而在下一级的小孔道处增加,岩心的平均孔隙半径、半径均值、歪度、结构系数、均质系数各参数降低,其结果对聚合物驱后进一步提高原油采收率的方法研究具有重大的指导意义。     

苏北盆地金湖凹陷碳酸盐岩孔隙类型及孔隙结构特征

在岩心观察基础上,根据铸体薄片、压汞等资料,对苏北盆地金湖凹陷碳酸盐岩的岩石类型进行了细分,并研究了其孔隙类型、孔隙结构特征及影响因素。研究结果表明,研究区以生物碎屑灰岩、鲕粒灰岩为主,溶蚀孔发育,喉道分布不均匀,局部孔喉很发育,甚至呈蜂窝状或管状,是比较好的储集层段,但其它部位又存在岩性致密、孔隙度小、喉道细,连通性较差的情况。岩性、沉积环境、成岩作用是该区孔隙结构的主要影响因素。