專(zhuān)利名稱(chēng)：輥輪甩球制備球形磁性氧化鋁載體方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輥輪甩球制備球形磁性氧化鋁載體方法。
背景技術(shù)：
載體是催化劑的重要組成部分，對(duì)許多工業(yè)催化劑而言，活性組分決定后，載體的 種類(lèi)、性質(zhì)對(duì)催化劑性能有很大的影響。載體的機(jī)械功用是作為活性組分的骨架，它可以分 散活性組分并增加催化劑的強(qiáng)度。氧化鋁具有比表而積高、孔結(jié)構(gòu)豐富以及熱穩(wěn)定性高等 優(yōu)點(diǎn)，其廣泛應(yīng)用于氧化、加氫、脫氫、異構(gòu)化、歧化、聚合以及重整等重要反應(yīng)過(guò)程，是石油 化工領(lǐng)域中需求量最大的載體。磁性催化劑是一類(lèi)具有磁響應(yīng)特征的催化劑。磁性催化劑 既結(jié)合了均相催化中高催化活性的優(yōu)點(diǎn)，又避免了非均相催化過(guò)程中擴(kuò)散限制的特點(diǎn)，同 時(shí)賦予了催化劑獨(dú)特的磁分離特性，簡(jiǎn)化了操作流程，降低了操作成本。磁穩(wěn)定床作為一種新型的床層形式，兼有固定床和流化床的優(yōu)點(diǎn)。與流化床相比， 外加磁場(chǎng)可有效控制相間返混和顆粒流失現(xiàn)象；與固定床相比，磁穩(wěn)定床可以使用小顆粒 催化劑而不至于造成過(guò)高的壓降，均勻的空隙度可使床層不宜產(chǎn)生溝流和局部熱點(diǎn)。此外， 磁穩(wěn)定床還可以在較寬的范圍內(nèi)穩(wěn)定操作，并可破碎氣泡改善相間傳質(zhì)。磁穩(wěn)定床的以上 特性使其在石油、化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。球形的催化劑載體顆粒具有填充均勻、流體阻力均勻而穩(wěn)定的特點(diǎn)，優(yōu)良的孔結(jié) 構(gòu)、大的比表面積、良好的物理強(qiáng)度和耐酸堿穩(wěn)定性，而且有較好的機(jī)械強(qiáng)度和流動(dòng)性并能 降低催化劑流化所產(chǎn)生的磨耗，獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。球形氧化鋁的制備方主要有轉(zhuǎn) 動(dòng)造粒法、噴霧成型法、油中成型法(包括油氨柱成型法和油柱成型法)等。轉(zhuǎn)動(dòng)造粒法是將很細(xì)的氧化鋁粉放置在傾斜的轉(zhuǎn)盤(pán)中，在盤(pán)的上方用噴嘴噴入適 量水分，通過(guò)不斷的轉(zhuǎn)動(dòng)，使物料之間相互粘附在一起。當(dāng)球粒長(zhǎng)到一定大小，就從盤(pán)邊溢 出成為成品。該方法雖然所得載體強(qiáng)度很高，但其表面不光滑且球粒大小不均勻。由于該 方法使用的原料為氧化鋁粉，得到的球形氧化鋁的物理結(jié)構(gòu)和性能受到氧化鋁粉結(jié)構(gòu)和性 能的限制，突出表現(xiàn)為孔徑和孔容較小。噴霧干燥法是將液滴經(jīng)噴嘴霧化，在表面張力的作用下形成球形，與熱空氣相遇 后，液滴中的溶劑被迅速蒸發(fā)，使液滴成為具有球形外形和很好流動(dòng)性的細(xì)粉顆粒團(tuán)聚體， 所得的產(chǎn)品顆粒較小。油柱成型法制備球形氧化鋁的研究始于20世紀(jì)50年代，首先將鋁粉或者鋁屑溶 解于鋁鹽溶液或者稀鹽酸溶液中制備酸性鋁溶膠，然后在低溫下使鋁溶膠與促凝劑混合， 混合溶液經(jīng)分散后進(jìn)入熱的油柱中成型，再在較高溫度和壓力下進(jìn)行老化使促凝劑完全分 解，最后經(jīng)洗滌、干燥、焙燒得到具有一定晶型和孔結(jié)構(gòu)的球形氧化鋁。但存在著球形尺寸 偏大，直徑分布不均勻，產(chǎn)量、效率低的缺點(diǎn)。本發(fā)明提供了一種輥輪甩球制備球形磁性氧化鋁載體方法。我們將磁核加入到鋁 溶膠中，并加入有機(jī)胺溶液均勻混合，然后倒出流到旋轉(zhuǎn)的輥輪表面，可調(diào)節(jié)輥輪表面線速 度，從輥輪甩出的小液滴經(jīng)過(guò)油柱成型后得到球形磁性氧化鋁載體。本發(fā)明可方便調(diào)整制備不同尺寸直徑的球形磁性氧化鋁載體，球形形狀好、磁性分布均勻，低成本，無(wú)污染，可批 量生產(chǎn)，載體適用于磁穩(wěn)定床工藝或催化分離過(guò)程，也適用于石油化工領(lǐng)域中的加氫精制 和選擇性加氫等反應(yīng)過(guò)程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種輥輪甩球制備球形磁性氧化鋁載體方法。本發(fā)明所提供的輥輪甩球制備球形磁性氧化鋁載體方法，其特征在于它的步驟 為1)將平均顆粒尺寸為0. 05-100 μ m的磁核加入鋁溶膠中，機(jī)械攪拌將磁核均勻分 散在鋁溶膠中，并置于冰箱冷卻到零下10到10°c ；2)配置0. l-5mol/l的有機(jī)胺溶液，冷卻到零下10到10°C，然后逐滴加入到含磁 核的鋁溶膠中，均勻攪拌；3)將步驟2)得到的溶膠倒出流到旋轉(zhuǎn)的輥輪表面，輥輪表面線速度在0. l-50m/ s，從輥輪甩出的小液滴經(jīng)過(guò)50-120 °C油柱成型l-120min，分離出成型的小球，再經(jīng) 100-200°C老化2-20h，洗滌后在20-200°C下干燥2-20h，然后在300-800°C焙燒l_12h，得到 直徑為0. 1-500 μ m的球形磁性載體。上述制備方法中所說(shuō)的磁核為鋇鐵氧體、Y -Fe2O3^ α -Fe203> Fe3O4，中的一種或幾種。所說(shuō)的磁核與鋁溶膠的質(zhì)量比為1-50 100。所說(shuō)的鋁溶膠中鋁元素質(zhì)量含量為1_30%。所說(shuō)的有機(jī)胺為尿素和/或六次甲基四胺。所說(shuō)的步驟2)得到的溶膠中Al與有機(jī)胺的摩爾比為1-10 1。所說(shuō)的溶膠倒出速度為1-lOOml/min。該發(fā)明可方便調(diào)整制備不同尺寸直徑0. 1-500 μ m的球形磁性氧化鋁載體，球形 形狀好、磁性分布均勻，低成本，無(wú)污染，可批量生產(chǎn)，載體適用于磁穩(wěn)定床工藝或催化分離 過(guò)程，也適用于石油化工領(lǐng)域中的加氫精制和選擇性加氫等反應(yīng)過(guò)程。


圖1是輥輪甩球制備球形磁性氧化鋁載體的示意圖，圖中1為步驟2)得到的溶 膠，2為旋轉(zhuǎn)輥輪，3為油柱成型裝置。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 1)將平均顆粒尺寸為0.1 μπι的α-Fe2O3磁核加入鋁溶膠中，機(jī)械攪拌將磁核均 勻分散在鋁溶膠中，并置于冰箱冷卻到零下5°C，磁核與鋁溶膠的質(zhì)量比為1 5，鋁溶膠中 鋁元素質(zhì)量含量為10%。2)配置lmol/1的六次甲基四胺溶液，冷卻到零下5°C，然后逐滴加入到含磁核的 鋁溶膠中，均勻攪拌，溶膠中Al與六次甲基四胺的摩爾比為1 1。3)將步驟2)得到的溶膠倒出流到旋轉(zhuǎn)的輥輪表面，倒出速度為20ml/min，輥輪表面線速度在20m/s，從輥輪甩出的小液滴經(jīng)過(guò)90°C油柱成型120min，分離出成型的小球，再 經(jīng)130°C老化5h，洗滌后在80°C下干燥10h，然后在400°C焙燒6h，得到直徑為40 μ m的球
形磁性載體。該發(fā)明可方便制備40 μ m的球形磁性氧化鋁載體，球形形狀好、磁性分布均勻，比 表面積大，強(qiáng)度高，低成本，無(wú)污染，可批量生產(chǎn)，載體適用于磁穩(wěn)定床工藝或催化分離過(guò) 程，也適用于石油化工領(lǐng)域中的加氫精制和選擇性加氫等反應(yīng)過(guò)程。實(shí)施例2 1)將平均顆粒尺寸為Iym的α-Fe2O3磁核加入鋁溶膠中，機(jī)械攪拌將磁核均勻 分散在鋁溶膠中，并置于冰箱冷卻到零下5°C，磁核與鋁溶膠的質(zhì)量比為1 2，鋁溶膠中鋁 元素質(zhì)量含量為。2)配置0. 5mol/l的六次甲基四胺溶液，冷卻到零下5°C，然后逐滴加入到含磁核 的鋁溶膠中，均勻攪拌，溶膠中Al與六次甲基四胺的摩爾比為2. 5 1。3)將步驟2)得到的溶膠倒出流到旋轉(zhuǎn)的輥輪表面，倒出速度為40ml/min，輥輪表 面線速度在35m/s，從輥輪甩出的小液滴經(jīng)過(guò)90°C油柱成型120min，分離出成型的小球，再 經(jīng)140°C老化5h，洗滌后在80°C下干燥10h，然后在400°C焙燒6h，得到直徑為20 μ m的球 形磁性載體。該發(fā)明可方便制備20 μ m的球形磁性氧化鋁載體，球形形狀好、磁性分布均勻，比 表面積大，強(qiáng)度高，低成本，無(wú)污染，可批量生產(chǎn)，載體適用于磁穩(wěn)定床工藝或催化分離過(guò) 程，也適用于石油化工領(lǐng)域中的加氫精制和選擇性加氫等反應(yīng)過(guò)程。實(shí)施例3 1)將平均顆粒尺寸為2μπι的Y-Fe2O3磁核加入鋁溶膠中，機(jī)械攪拌將磁核均勻 分散在鋁溶膠中，并置于冰箱冷卻到；TC，磁核與鋁溶膠的質(zhì)量比為1 4，鋁溶膠中鋁元素 質(zhì)量含量為15%。2)配置lmol/1的尿素溶液，冷卻到3°C，然后逐滴加入到含磁核的鋁溶膠中，均勻 攪拌，溶膠中Al與尿素的摩爾比為5 1。3)將步驟2)得到的溶膠倒出流到旋轉(zhuǎn)的輥輪表面，倒出速度為lOml/min，輥輪表 面線速度在15m/s，從輥輪甩出的小液滴經(jīng)過(guò)95°C油柱成型lOOmin，分離出成型的小球，再 經(jīng)140°C老化5h，洗滌后在80°C下干燥10h，然后在500°C焙燒6h，得到直徑為200 μ m的球
形磁性載體。該發(fā)明可方便制備200 μ m的球形磁性氧化鋁載體，球形形狀好、磁性分布均勻， 比表面積大，強(qiáng)度高，低成本，無(wú)污染，可批量生產(chǎn)，載體適用于磁穩(wěn)定床工藝或催化分離過(guò) 程，也適用于石油化工領(lǐng)域中的加氫精制和選擇性加氫等反應(yīng)過(guò)程。實(shí)施例4 1)將平均顆粒尺寸為5μπι的鋇鐵氧體磁核加入鋁溶膠中，機(jī)械攪拌將磁核均勻 分散在鋁溶膠中，并置于冰箱冷卻到；TC，磁核與鋁溶膠的質(zhì)量比為1 8，鋁溶膠中鋁元素 質(zhì)量含量為10%。2)配置lmol/1的尿素溶液，冷卻到3°C，然后逐滴加入到含磁核的鋁溶膠中，均勻 攪拌，溶膠中Al與尿素的摩爾比為2 1。3)將步驟2)得到的溶膠倒出流到旋轉(zhuǎn)的輥輪表面，倒出速度為SOml/min，輥輪表面線速度在lOm/s，從輥輪甩出的小液滴經(jīng)過(guò)95°C油柱成型lOOmin，分離出成型的小球，再 經(jīng)140°C老化5h，洗滌后在80°C下干燥10h，然后在350°C焙燒6h，得到直徑為300 μ m的球
形磁性載體。該發(fā)明可方便制備300 μ m的球形磁性氧化鋁載體，球形形狀好、磁性分布均勻， 比表面積大，強(qiáng)度高，低成本，無(wú)污染，可批量生產(chǎn)。實(shí)施例5 1)將平均顆粒尺寸為0.1 μπι的α-Fe2O3磁核加入鋁溶膠中，機(jī)械攪拌將磁核均 勻分散在鋁溶膠中，并置于冰箱冷卻到零下5°C，磁核與鋁溶膠的質(zhì)量比為1 5，鋁溶膠中 鋁元素質(zhì)量含量為。2)配置lmol/1的六次甲基四胺溶液，冷卻到零下5°C，然后逐滴加入到含磁核的 鋁溶膠中，均勻攪拌，溶膠中Al與六次甲基四胺的摩爾比為2 1。3)將步驟2)得到的溶膠倒出流到旋轉(zhuǎn)的輥輪表面，倒出速度為15ml/min，輥輪表 面線速度在40m/s，從輥輪甩出的小液滴經(jīng)過(guò)90°C油柱成型120min，分離出成型的小球，再 經(jīng)130°C老化5h，洗滌后在80°C下干燥10h，然后在500°C焙燒4h，得到直徑為10 μ m的球 形磁性載體。該發(fā)明可方便制備ΙΟμπι的球形磁性氧化鋁載體，球形形狀好、磁性分布均勻，比 表面積大，強(qiáng)度高，低成本，無(wú)污染，可批量生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種輥輪甩球制備球形磁性氧化鋁載體方法，其特征在于它的步驟為1)將平均顆粒尺寸為0.05-100 μ m的磁核加入鋁溶膠中，機(jī)械攪拌將磁核均勻分散在 鋁溶膠中，并置于冰箱冷卻到零下10到10°C ；2)配置0.l-5mol/l的有機(jī)胺溶液，冷卻到零下10到10°C，然后逐滴加入到含磁核的 鋁溶膠中，均勻攪拌；3)將步驟2)得到的溶膠倒出流到旋轉(zhuǎn)的輥輪表面，輥輪表面線速度在0.l-50m/s，從 輥輪甩出的小液滴經(jīng)過(guò)50-120°C油柱成型l-120min，分離出成型的小球，再經(jīng)100-200°C 老化2-20h，洗滌后在20-200°C下干燥2-20h，然后在300-800°C焙燒l_12h，得到直徑為 0. 1-500 μ m的球形磁性載體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輥輪甩球制備球形磁性氧化鋁載體方法，其特征在于所說(shuō)的 磁核為鋇鐵氧體、Y_Fe203、α-Fe203、Fe3O4，中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輥輪甩球制備球形磁性氧化鋁載體方法，其特征在于所說(shuō)的 磁核與鋁溶膠的質(zhì)量比為1-50 100。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輥輪甩球制備球形磁性氧化鋁載體方法，其特征在于所說(shuō)的 鋁溶膠中鋁元素質(zhì)量含量為1_30%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輥輪甩球制備球形磁性氧化鋁載體方法，其特征在于所說(shuō)的 有機(jī)胺為尿素和/或六次甲基四胺。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輥輪甩球制備球形磁性氧化鋁載體方法，其特征在于所說(shuō)的 步驟2)得到的溶膠中Al與有機(jī)胺的摩爾比為1-10 1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輥輪甩球制備球形磁性氧化鋁載體方法，其特征在于所說(shuō)的 溶膠倒出速度為1-lOOml/min。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種輥輪甩球制備球形磁性氧化鋁載體方法。其步驟為將磁核加入到鋁溶膠中，加入有機(jī)胺溶液均勻混合，然后倒出流到旋轉(zhuǎn)的輥輪表面，可調(diào)節(jié)輥輪表面線速度，從輥輪甩出的小液滴經(jīng)過(guò)油柱成型、老化、洗滌、干燥、焙燒后得到球形磁性氧化鋁載體。本發(fā)明可方便調(diào)整制備不同尺寸直徑的球形磁性氧化鋁載體，球形形狀好、磁性分布均勻，低成本，無(wú)污染，可批量生產(chǎn)，載體適用于磁穩(wěn)定床工藝或催化分離過(guò)程，也適用于石油化工領(lǐng)域中的加氫精制和選擇性加氫等反應(yīng)過(guò)程。
文檔編號(hào)B01J23/78GK102000574SQ20101051392
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月12日
發(fā)明者于濂清, 劉晨光, 鐘曉亮 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(華東)