[发明专利]一种球形氧化铝的制备方法

说明书

技术领域

本发明为一种溶胶滴球成型方法，具体地说，是一种用油氨柱滴球成型制备球形氧化铝的方法。

背景技术

氧化铝广泛用做石油化工催化剂的载体，如重整催化剂和加氢催化剂等，常用的载体为γ-A1₂O₃或η-A1₂O₃。工业用催化剂根据工艺操作需要具有不同的形状和尺寸，因此成型操作是催化剂制备的主要步骤，它对催化剂的机械强度、活性、寿命等有很大影响。有些催化剂往往由于抗压强度差而破碎、粉化，或因耐磨性能差而磨损，从而堵塞管道，影响操作正常进行。也有的催化剂由于形状选择不当，不能充分发挥催化剂应有的作用。对生产高辛烷值汽油调和组分、氢气和芳烃的催化重整反应体系而言，有移动床和固定床两种工艺，针对不同的工艺，重整催化剂的载体需要进行相应的成型。对于固定床工艺，载体可以是直径为1～2mm的小球或圆柱条；对于移动床工艺，为了有利于催化剂的循环，减少其机械磨损，必须将载体制成直径为1～2mm的小球。

油氨柱成型是制备球形氧化铝载体常用的工艺方法，具体流程为：将氢氧化铝粉加适量的水和胶溶剂（通常为盐酸、硝酸等）进行充分的搅拌，得到粘度和固体含量合适的铝溶胶，滴入上层为油层、下层为氨水的油氨柱中成型。油层的主要作用是使滴入的铝溶胶成型，一般可以选用煤油、润滑油、机油等。溶胶球进入氨水层后，小球从表面开始逐渐向内部固化成为凝胶。固化后的小球经过洗涤、干燥和焙烧得到氧化铝小球。在连续重整移动床装置中，为了实现催化剂的连续输送并满足其它的工业设计要求，往往需要将催化剂密度控制在一定范围内，这就对催化剂载体的密度提出了要求。一般而言，载体密度的控制主要是通过成型过程中在铝溶胶中加入扩孔剂来实现。对于连续重整反应而言，为了减少催化剂的机械磨损，对载体的强度也有一定的要求，一般要求载体的压碎强度不低于50N/粒。

CN101935060A公开了一种适合油氨柱成型的改性铝溶胶的制备方法。采用SB粉、水溶性有机化合物（聚乙二醇、聚环氧乙烷等）、小分子添加剂（氯化铵、蔗糖、尿素等）、去离子水一次加料打浆酸化，制得改性铝溶胶，溶胶经油氨柱成型，去离子水洗涤，烘干，焙烧得球形氧化铝载体，粒径为1.5～2.0mm，比表面积200～400m²/g，堆密度0.62～0.86g/ml，孔体积0.45～0.55ml/g。所得氧化铝球的堆密度较高，但专利中没有提及氧化铝小球压碎强度的相关数据。

USP4116882公开了一种高纯度球形氧化铝的制备方法，以烷氧基铝水解得到的浆液制备铝溶胶，用乙酸、甲酸或硝酸为胶溶剂，在上层为石脑油，下层为10%质量氨水的油氨柱内成球，经干燥、焙烧获得氧化铝球，专利中没有氧化铝球堆密度和压碎强度的相关数据。

USP4542113公开了一种球形氧化铝的制备方法，该法采用两种晶粒大小不同的氢氧化铝粉作原料，加入稀硝酸溶液胶溶后制备铝溶胶，向其中加入尿素作为浆液稳定剂，通过油氨柱成型，经干燥、焙烧得到球形氧化铝。所得球的压碎强度为150N/粒，堆密度为0.66g/ml，比表面积为220m²/g，孔体积为0.45ml/g。向铝溶胶中加入煤油作为扩孔剂的情况下，所得球的压碎强度为120N/粒，堆密度为0.58g/ml，比表面积为250m²/g，孔体积为0.55ml/g。加入煤油作为扩孔剂可以有效降低氧化铝球的堆密度以满足连续重整催化剂的要求，但煤油用量较大，需要后续的煤油回收冷凝工艺，增加了成本，同时干燥、焙烧时装置也存在一定的安全风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种球形氧化铝的制备方法，该法无需添加任何扩孔剂便能有效降低氧化铝小球的堆密度，节省成本，简化后续处理步骤。

本发明提供的球形氧化铝的制备方法，包括在拟薄水铝石粉中加入混合酸溶液制成氧化铝含量为15～30质量%的铝溶胶，再将铝溶胶滴入油氨柱内成球，所述的混合酸为有机酸与无机酸的混合物，加入的有机酸的质量占拟薄水铝石干基质量的0.5～15质量%，无机酸的质量占拟薄水铝石干基质量的3～10质量%。

本发明方法在拟薄水铝石粉中加入有机酸和无机酸制成铝溶胶，再将制成的铝溶胶在油氨柱中滴球成型，制成氧化铝小球，无需添加任何扩孔剂便能有效降低制得的氧化铝小球的堆密度，降低了成本，简化了后期处理工艺；同时无需考虑传统煤油作为扩孔剂制备氧化铝小球的后期干燥、焙烧时的安全问题，易于大规模工业化生产。

具体实施方式