[发明专利]一种氧化铝载体的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机材料制备工艺领域，具体涉及一种氧化铝载体的制备方法。

背景技术

在化工催化领域，以氧化铝为代表的催化剂载体，因其拥有丰富的孔结构、较大的比表面、可控的表面酸碱性以及其良好的形状可塑性，被广泛应用在加氢反应、芳构化异构化反应以及裂解反应等多种催化反应中。在生产中，最常用的制备氧化铝载体的方法是通过先制备拟薄水铝石，然后再经成型，干燥和焙烧而得的。拟薄水铝石是一种结晶不完全的一水软铝石，其制备方法主要以醇铝水解法和中和法(包括碳化法、酸法和碱法等)为主，其中以中和法成本低廉，应用较广。中和法是将含铝溶液与沉淀剂进行中和成胶反应，得到氢氧化铝浆液，再过滤得到氢氧化铝滤饼，其中水含量一般在80wt％以上，在经过旋转闪蒸机或者烘箱进行干燥后，可成为工业生产所需要的拟薄水铝石粉体。粉状的拟薄水铝石根据实际应用情况加入胶溶酸等成型助剂进行挤出成型，如条形等。复杂的制备工艺意味着较高的合成成本，如何简化氧化铝载体的制备工艺同时又能满足工业应用的需求是当今科学家研究的重点。

渣油加氢反应常用的催化剂载体就是氧化铝载体。但是由于反应条件的需要，氧化铝载体需要拥有相对较高的孔容、中孔和大孔并存的双峰孔结构以及优良的机械性能。这些条件无疑为渣油催化剂载体的制备增加了难度，也成为当今研究的一个热门方向。

CN102923744A公开了一种直接成型氧化铝的制备方法，其中利用湿滤饼直接进行氧化铝成型。该方法虽然可以省略拟薄水铝石凝胶干燥、粉碎过程，但所控制的湿滤饼中固含量较低，采用挤出成型时，需要反复多次的捏和或加入增粘剂才能成型，成型条容易变形且表面不光滑，而且该方法制备的氧化铝载体不能满足渣油加氢催化剂的要求。

发明内容

为了克服现有技术中的不足之处，本发明提供了一种氧化铝载体的制备方法。该方法制备过程简单、能耗低，制备出的氧化铝载体机械强度高，孔容较大并具有双峰孔结构，特别适宜作为渣油加氢处理催化剂载体使用。

本发明氧化铝载体的制备方法，包括：

(1)将助剂固体粉末与表面活性剂按质量比为1：(0.1～10.0)，优选为1：(1.0～6.0)，混合均匀后，加入到氢氧化铝滤饼中，混合均匀；其中氢氧化铝滤饼的干基以质量计为3％～20％，表面活性剂及助剂混合物的加入量占滤饼中氧化铝质量的1％～30％，优选为3％～20％；

(2)将步骤(1)得到的物料放入到压滤机，在温度20～100℃，压力0.1～20MPa，优选为温度20～60℃，压力4～12MPa的条件下进行机械脱水，获得脱水滤饼；脱水滤饼的干基以质量计为35％～45％；

(3)将步骤(2)得到的脱水滤饼直接挤出成型，再经干燥和焙烧，得到氧化铝载体。

本发明提到的干基的测定方法如下：

在常温(25℃)的条件下称湿滤饼的质量为m₁，经过600℃焙烧3h后称其质量为m₂，即干基＝m₂÷m₁×100％。

步骤(1)中氢氧化铝滤饼是指采用中和法制备的，比如酸法、碱法或碳化法，即经酸性物料与碱性物料中和反应后，得到氢氧化铝浆液，经老化后过滤，洗涤，得到氢氧化铝滤饼。酸法采用酸性铝盐溶液与碱性沉淀剂进行反应，得到氢氧化铝浆液，经老化后过滤，洗涤，得到氢氧化铝滤饼；常用的铝盐为硝酸铝、氯化铝、硫酸铝中的一种或多种，常用的沉淀剂是NaOH、KOH、Na₂CO₃及氨水中的一种或多种。碱法是采用碱性含铝化合物溶液与酸性沉淀剂反应，得到氢氧化铝浆液，经老化后过滤，洗涤，得到氢氧化铝滤饼；常用的碱性含铝化合物为偏铝酸钠，酸性沉淀剂为硫酸、硝酸、盐酸、碳酸氢铵、碳酸氢钠中的一种或多种，也可以采用酸性铝盐如硫酸铝。碳化法一般是采用偏铝酸钠与CO₂进行反应，得到氢氧化铝浆液，经老化后过滤，洗涤，得到氢氧化铝滤饼。工业生产获得的氢氧化铝滤饼的干基在3wt％～20wt％。

步骤(1)中，将助剂与表面活性剂混合时，助剂是以固体粉末状态加入的。

所述助剂为尿素、碳酸铵、硝酸铵等中的一种或多种，状态为固体粉末。

所述的表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、石油磺酸盐、司盘系列(如司盘80、司盘85)、吐温系列(如吐温20、吐温40、吐温80)等中的一种或多种。

所述成型方法为挤出成型法，制备出的氧化铝载体产品可以是圆柱形、三叶草形、四叶草形，也可以是齿球形。