[发明专利]一种大孔容氧化铝载体的制备方法

说明书

本发明提供一种大孔容氧化铝载体的制备方法,包括将无定形氧化铝在添加剂作用下经固相转晶，捏合、成型，经干燥、焙烧得到氧化铝载体。本发明方法制备的氧化铝载体具有方法简单、耗水量小、成本低廉、孔容大、机械强度高的特点，适合用于多种催化剂领域，特别是需要大孔容的油品加氢催化剂领域。

技术领域

本发明属于无机材料制备领域，涉及一种大孔容氧化铝载体的制备方法，更具体的说，本发明涉及一种将无定形氧化铝与助剂固相转晶、捏合、成型、干燥、焙烧制得氧化铝载体的方法。

背景技术

由于氧化铝具有比表面积大、孔结构可控、热稳定性好、吸附能力强等特点，被广泛用作催化剂、催化剂载体与吸附剂等。氧化铝作为催化剂或载体时，其性质对整个催化剂的性能起着非常重要的作用。一般要求氧化铝的结晶度应较高，杂质含量应较低，应具有适宜的比表面积、孔容和孔径，同时还要具有一定的酸性与酸强度。

通常来说，用作催化剂及催化剂载体的氧化铝需要设计尽可能高的比表面积，以使催化部位和活性的浓度达到最大，但在实际应用范围内，比表面积和孔径的关系是对立的。尤其是在石油炼制中，随着石油资源的日益劣质化，原料油中存在大量有机金属化合物和沥青质，其中最常见的金属是镍、钒和铁。这些金属非常不利于各种石油精制操作，如加氢裂化、加氢脱硫和催化裂化。这些金属和沥青质会导致催化剂床层的孔隙堵塞并降低催化剂寿命。催化剂上的大量金属沉积物倾向于使催化剂中毒或失活。为防止或减缓催化剂的中毒或失活，就需要足够大的孔隙来进行扩散，但是提高孔隙的同时就会降低比表面积。研究表明，尽管直径低于6nm的孔隙可增加某些二氧化硅/氧化铝加氢催化剂的活性部位数量，但这些部位会首先被积碳堵塞，导致活性降低。同时，如果催化剂中大于10％总孔体积被孔径大于60nm(大孔)的孔隙占据，那么该催化剂的机械压碎强度和催化活性均会降低。因此，制备适合于催化剂载体的高比表面积、孔分布适中和水热稳定的氧化铝成为众多载体研究者的目标。

石油炼制与石油化工用氧化铝载体通常有以下三种方法：最常见的是以拟薄水铝石为原料，经挤条成型、干燥、焙烧，制得圆柱形或条形氧化铝，或在挤条成型后增加整形造粒工序，制得球形或其他形状的氧化铝，该法应用最为广泛；第二种方法是氢氧化铝快速脱水所得的无定形氧化铝为原料，经转鼓滚动成型、养生、干燥、焙烧制得球形氧化铝，这类产品通常用作吸附剂；再有就是将拟薄水铝石制备为铝胶，将其滴入热油柱或油氨柱经老化处理、干燥、焙烧制得球形氧化铝。

作为制备氧化铝载体最重要的原料——拟薄水铝石的生产方法主要分为有机醇铝法和无机中和法。有机醇铝法是指德国Condea公司开发成功的一种以高纯铝屑和高级醇(正戊醇、正己醇)为原料生产的优质拟薄水铝石，其生产包括氢氧化铝-氧化铝-铝-醇铝-氢氧化铝的循环过程。国内的拟薄水铝石生产主要采用无机中和法，包括碱法、酸法与双铝法。无定形氧化铝作为制备氧化铝载体的另一种重要原料，是由三水铝石快速煅烧制得的具有ρ-或χ-晶体结构的氧化铝，最显著的特性是具有高孔隙率和低成本，但活性氧化铝也具有限制其广泛应用的若干缺点，如活性氧化铝由于其高自由能而不稳定、呈高反应性，由于形成活性氧化铝的快速脱水方法，其晶型是无定形的。

CN1088397C专利公开了一种适合用作重油加氢催化剂的氧化铝载体的制备方法，将一种含铝化合物溶液与一种沉淀剂溶液接触，得到含有氢氧化铝的浆液，过滤、洗涤、干燥、粉碎、成型得到目标产品。CN1057443A公开了将酸性气体通入偏氯酸钠溶液，随后老化、洗涤、固液分离、干燥、成型制备氧化铝载体的方法。CN1762579A公开了一种大孔容氧化铝制备方法，是以水、有机醇，或与水互溶的有机溶剂的水溶液中的一种作为溶剂，将铝盐和环糊精溶解于其中，加入碱溶液至pH值大于等于6，再经水洗、干燥、粉碎、成型等步骤制备出氧化铝载体。US3223483报道了无定形氧化铝滚动成型制备低钠球形氧化铝的方法，但该法制得的球形氧化铝孔容通常均较低。