一種球形氧化鋁的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于催化劑載體領(lǐng)域,涉及一種球形氧化鋁制備方法,特別是一種大孔容、高強(qiáng)度球形氧化鋁的制備方法。
技術(shù)背景
[0002]氧化鋁作為催化劑載體,其孔容、強(qiáng)度是最基本的指標(biāo)。在煉油化工領(lǐng)域,隨著原油的劣質(zhì)化、重質(zhì)化,越來越需要大孔容的氧化鋁作為載體,以提高內(nèi)擴(kuò)散速率,促進(jìn)長(zhǎng)鏈分子轉(zhuǎn)移,提高催化反應(yīng)活性;在移動(dòng)床反應(yīng)器中,為了延長(zhǎng)催化劑的使用壽命,也需要載體具有較高的強(qiáng)度和較低的磨耗。
[0003]目前工業(yè)上制備大孔容、高強(qiáng)度球形氧化鋁的方法主要是油(氨)柱法,但是這種方法生產(chǎn)過程會(huì)有刺激性氣體排出,而且需要長(zhǎng)時(shí)間的老化過程,其工藝復(fù)雜、能耗高、效率低,成本高昂。
[0004]為了解決油(氨)柱法成本高、環(huán)境污染等問題,專利CN102718241A及CN103864123A公開了一種利用海藻酸的溶膠_凝膠性能進(jìn)行球形載體成型的方法,這種成型方法具有成型速度快、效率高、成本低、制備過程無污染等優(yōu)勢(shì)。這種成型方法形成凝膠顆粒完全是由于海藻酸與多加金屬陽離子反應(yīng)生成具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠的原理,其反應(yīng)過程首先發(fā)生在顆粒表面,生成一層致密的膜,然后離子透過致密的膜向凝膠顆粒內(nèi)部滲透,容易引起內(nèi)部物質(zhì)在海藻酸的帶動(dòng)下向表面迀移,導(dǎo)致凝膠球內(nèi)部氧化物分布不均,最終導(dǎo)致產(chǎn)品不均勻。
[0005]結(jié)冷膠作為新型微生物多糖,由于其本身兼有卡拉膠、果膠及黃原膠的諸多特性,越來越受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的重視。結(jié)冷膠特別是低乙酰度結(jié)冷膠的凝膠機(jī)制主要受溫度和陽離子控制,其凝膠溫度為30?40°C。在水溶液中,低乙?;Y(jié)冷膠形成凝膠主要分為兩步:
1)在分子間氫鍵的作用下,結(jié)冷膠分子之間以右旋方式自動(dòng)聚集形成穩(wěn)定的雙螺旋結(jié)構(gòu);
2)在結(jié)冷膠的羧基和陽離子的靜電作用下,雙螺旋結(jié)構(gòu)進(jìn)一步聚集形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),截留水分子,形成凝膠。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明目的是提供一種大孔容、高強(qiáng)度球形氧化鋁的制備方法,該方法利用結(jié)冷膠的物理固化和離子固化相結(jié)合的原理進(jìn)行球形氧化鋁的成型,過程及原料綠色環(huán)保,產(chǎn)品均質(zhì)、強(qiáng)度高、孔容大,而且還特別適合制備高純度的球形氧化鋁。
[0007]本發(fā)明為一種球形氧化鋁的制備方法,其特征在于:將結(jié)冷膠、氧化鋁前驅(qū)體分散于去離子水中,然后加熱至70?90°C,使結(jié)冷膠充分溶解,并采用均質(zhì)設(shè)備使料液均質(zhì),制成穩(wěn)定性良好的混懸漿料;將混懸漿料加入滴丸機(jī)中進(jìn)行滴制,并在5?30°C的有機(jī)相中固化形成凝膠珠;再將凝膠珠用金屬陽離子固化劑進(jìn)一步增強(qiáng)固化處理;最后干燥、焙燒制得產(chǎn)品;所述有機(jī)相為礦物油或植物油。
[0008]本發(fā)明中所述結(jié)冷膠在混懸漿料中的質(zhì)量百分比為0.5?5%,所述氧化鋁前驅(qū)體以氧化鋁計(jì)在混懸漿料中的質(zhì)量百分比為5?30%,所述氧化鋁前驅(qū)體為擬薄水鋁石、薄水鋁石或鋁膠。
[0009]本發(fā)明中所述有機(jī)相為但不限于液體石蠟、煤油、植物油。
[0010]本發(fā)明中所述金屬陽離子固化劑為0.2?3?七%的鋁離子溶液。
[0011]本發(fā)明方法與現(xiàn)有技術(shù)相比,其有益效果如下:
[0012]①原料及過程綠色環(huán)保,工藝簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn);
[0013]②凝膠分兩步固化,第一步是物理固化,內(nèi)部無物質(zhì)迀移,產(chǎn)品均勻一致;第二部是離子固化,一方面使結(jié)冷膠原位生成三維網(wǎng)狀凝膠,另一方面也使氧化鋁前驅(qū)體在弱酸性環(huán)境下原位膠溶,既不會(huì)破壞孔結(jié)構(gòu)也可以提高產(chǎn)品強(qiáng)度。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明大孔容球形氧化鋁的制備方法作進(jìn)一步說明,但并不因此而限制本發(fā)明。
[0015]實(shí)施例1
[0016]將5g結(jié)冷膠、300g德國(guó)Sasol公司生產(chǎn)SB粉(擬薄水鋁石)分散于700g去離子水中,然后加熱至85°C,使結(jié)冷膠充分溶解,并采用高剪切攪拌使料液均質(zhì),制成穩(wěn)定性良好的混懸漿料;將混懸漿料加入滴丸機(jī)中進(jìn)行滴制,液滴在5°C的液體石蠟中固化形成凝膠珠;取出凝膠珠,用0.2被%的鋁離子固化劑進(jìn)一步增強(qiáng)固化處理lOmin ;最后120°C干燥、550 °C焙燒制得產(chǎn)品。
[0017]對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分析表征:粒徑:1.85±0.05mm ;孔容:0.55ml/g ;比表面積:240m2/g ;平均強(qiáng)度:95N/顆;90%強(qiáng)度分布:95?100N/顆;磨耗:0.05%。
[0018]實(shí)施例2
[0019]將150g德國(guó)Sasol公司生產(chǎn)SB粉(擬薄水鋁石)分散于500g去離子水中,加入150g 3%的硝酸膠溶lh制成酸性鋁膠,用氨水中和鋁膠至pH為7.5,加入300g去離子水及10g結(jié)冷膠,攪拌均勻,然后加熱至85°C,使結(jié)冷膠充分溶解,并采用高剪切攪拌使料液均質(zhì),制成穩(wěn)定性良好的混懸漿料;將混懸漿料加入滴丸機(jī)中進(jìn)行滴制,液滴在5°C的液體石蠟中固化形成凝膠珠;取出凝膠珠,用0.2#%的鋁離子固化劑進(jìn)一步增強(qiáng)固化處理lOmin ;最后120°C干燥、550°C焙燒制得產(chǎn)品。
[0020]對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分析表征:粒徑:1.85±0.05mm ;孔容:0.75ml/g ;比表面積:220m2/g ;平均強(qiáng)度:75N/顆;90%強(qiáng)度分布:70?80N/顆;磨耗:0.05%。
[0021]實(shí)施例3
[0022]首先,采用偏鋁酸鈉與硫酸鋁并流法制備擬薄水鋁石(參照專利CN94107313.0);取擬薄水鋁石150g、結(jié)冷膠20g,用1000g去離子水分散,然后加熱至85°C,使結(jié)冷膠充分溶解,并采用高剪切攪拌使料液均質(zhì),制成穩(wěn)定性良好的混懸漿料;將混懸漿料加入滴丸機(jī)中進(jìn)行滴制,液滴在5°C的液體石蠟中固化形成凝膠珠;取出凝膠珠,用lwt%的鋁離子固化劑進(jìn)一步增強(qiáng)固化處理lOmin ;最后120°C干燥、550°C焙燒制得產(chǎn)品。
[0023]對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分析表征:粒徑:1.85±0.05mm ;孔容:0.95ml/g ;比表面積:245m2/g ;平均強(qiáng)度:65N/顆;90%強(qiáng)度分布:58?70N/顆;磨耗:0.06%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種球形氧化鋁的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:將結(jié)冷膠、氧化鋁前驅(qū)體分散于去離子水中,然后加熱至70?90°C,使結(jié)冷膠充分溶解,并采用均質(zhì)設(shè)備使料液均質(zhì),制成穩(wěn)定性良好的混懸漿料;將混懸漿料加入滴丸機(jī)中進(jìn)行滴制,并在5?30°C的有機(jī)相中固化形成凝膠珠;再將凝膠珠用金屬陽離子固化劑進(jìn)一步增強(qiáng)固化處理;最后干燥、焙燒制得產(chǎn)品;所述的有機(jī)相為礦物油或植物油。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法,其特征在于:所述結(jié)冷膠在混懸漿料中的質(zhì)量百分比為0.5?5%,所述氧化鋁前驅(qū)體以氧化鋁計(jì)在混懸漿料中的質(zhì)量百分比為5?30%,所述氧化招前驅(qū)體為擬薄水招石、薄水招石或招膠。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法,其特征在于:所述礦物油為液體石蠟或煤油。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法,其特征在于:所述金屬陽離子固化劑為0.2?3wt %的鋁離子溶液。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種球形氧化鋁的制備方法,包括:將結(jié)冷膠、氧化鋁前驅(qū)體分散于去離子水中,然后加熱至70~90℃,使結(jié)冷膠充分溶解,并采用均質(zhì)設(shè)備使料液均質(zhì),制成穩(wěn)定性良好的混懸漿料;將混懸漿料加入滴丸機(jī)中進(jìn)行滴制,并在有機(jī)相中固化形成凝膠珠;再將凝膠珠用金屬陽離子固化劑進(jìn)一步增強(qiáng)固化處理;最后干燥、焙燒制得產(chǎn)品。該法成型具有產(chǎn)品強(qiáng)度大、球形度好、孔容大,制備過程無污染等優(yōu)勢(shì),而且操作步驟簡(jiǎn)單可行,容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類】B01J37/00, B01J21/04, B01J35/08, B01J32/00
【公開號(hào)】CN105289756
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510659380
【發(fā)明人】楊文建, 孫彥民, 于海斌, 姜雪丹, 李曉云, 孟廣瑩, 李世鵬, 周鵬, 蘇少龍
【申請(qǐng)人】中國(guó)海洋石油總公司, 中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院, 中海油能源發(fā)展股份有限公司
【公開日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年10月12日