一种拟薄水铝石的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种拟薄水铝石的制备方法。该方法包括制备氢氧化铝沉淀，老化，洗涤，干燥，其中老化是在下述容器中进行的：容器内沿轴向设有滤布，使老化容器分成一个夹层区和一个中心区，中心区设有搅拌器，将产生电场的阴阳两极相对置于夹层区中，并控制老化条件。该方法能够改善拟薄水铝石的性能，而且减少后续洗涤过程中的用水量。

【技术实现步骤摘要】
一种拟薄水铝石的制备方法
本专利技术涉及一种拟薄水铝石的制备方法，特别涉及一种具有高结晶度的拟薄水铝石的制备方法。
技术介绍
γ-Al2O3氧化铝作为催化材料，在催化领域特别是催化加氢领域有着非常广泛的应用。制备γ-Al2O3的通常方法是先制取拟薄水铝石，然后在一定温度下焙烧转化为γ-Al2O3。制备拟薄水铝石方法很多，但主要以酸法或碱法沉淀为主，如：（1）铝盐和碱性沉淀剂的中和反应，如氯化铝法：AlCl3+3NH4OH→Al（OH）3+3NH4Cl（2）酸性铝盐和碱性铝酸盐的复分解反应，如硫酸铝法：Al2（SO4）3+6NaAlO2+12H2O→8Al（OH）3+3Na2SO4（3）碱性铝酸盐和酸性沉淀剂的中和反应，如碳化法：2NaAlO2+CO2+3H2O→2Al（OH）3+Na2CO3拟薄水铝石制备过程包括沉淀反应、浆液老化、洗涤及干燥等步骤，其中，老化和洗涤也是重要的制备步骤，老化简单地说，就是浆液中半径较小或形状不规则易于溶解的氢氧化铝溶解，沉积到半径较大或较厚的部分上，结果是粒子大小趋向均匀、形状趋向规则；洗涤既是老化的延续，又是除去杂质提高产品纯度的过程。常规的老化过程是将成胶后的浆液在一定的碱性条件下直接进行老化，然后将老化后的浆液用洗涤水进行多次洗涤至中性。但由于沉淀过程中拟薄水铝石粒度极细，达到或接近胶体颗粒粒度，这些粒子在碱性浆液中可形成胶核，由于具有很大的比表面积，在胶核表面会吸附大量的杂离子，在静电引力、分子间力和氢键共同作用下形成的双电层结构，将Na+牢固地吸附在固体表面，再比如在碱性条件下，由于大量的碱存在，会使部分碱吸附或夹杂在拟薄水铝石晶粒中，因此，沉淀浆液直接老化会因老化条件以及杂离子的存在状态的不同而影响拟薄水铝石的结晶状态，进而也决定了后续洗涤的困难程度。再有，由于水化离子团之间包裹了大量碱性溶液，在过滤时，水化离子团极易变形，使过滤通道不畅，阻力增大，引起洗涤困难。正是由于生产工艺和产品性质的特殊性，使得拟薄水铝石的洗涤过程困难。目前工业生产采取加大洗水量，提高洗涤水温度，增加搅拌和控制滤饼水分等措施，但效果并不明显，每吨拟薄水铝石的水消耗仍在40~100吨之间。同时，提高洗涤温度，增加搅拌成本高，控制滤饼水分低效率低，加大洗水量增加废水量也会增加成本。CN102309994A公开了一种氧化铝载体的制备方法，其拟薄水铝石采用pH摆动法制备，在老化过程中加入聚乙烯醇、聚乙二醇-100等有机稳定剂来制备晶粒相对均一和较高结晶度的拟薄水铝石。由于老化加入有机稳定剂，这是为了降低氧化铝粒子的聚集程度来提高结晶度的方法，而且对后续的水洗过程以及水洗液的处理带来更多的困难，而且产生的污水中含有机物稳定剂，会对环境造成污染。CN200910308546.2公开了一种拟薄水铝石的制备，该方法为达到洗涤过程节水的目的，在浆液升温到老化温度时或老化过程中加入种分母液或种分洗液以稀释浆液浓度和置换包裹的Na+。虽然该方法达到了节水的目的，但拟薄水铝石的指标未发生明显变化。而且，在浆液中加入大量的种分母液或种分洗液要进行升温或维持老化温度，则需要消耗大量的能量，增加了拟薄水铝石的成本，同时，由于种分母液或种分洗液的加入，使得浆液体积增大，也增加了后续洗涤过滤设备的负荷。
技术实现思路
为了克服现有技术中的不足，本专利技术提供了一种拟薄水铝石的制备方法。该方法能够改善拟薄水铝石的性能，而且减少后续洗涤过程中的用水量。本专利技术拟薄水铝石的制备方法，包括制备氢氧化铝沉淀，老化，洗涤，干燥，其中老化是在下述容器中进行的：老化容器为立式，顶部设有进料口，容器内沿轴向设有滤布，使老化容器分成一个夹层区和一个中心区，中心区设有搅拌器，将产生电场的阴阳两极相对置于夹层区中，控制老化条件如下：加入老化容器中心区中的氢氧化铝沉淀物的固含量为25~150g/L，老化温度为20~100℃，优选为25~90℃，老化的pH值为8.0~11.0，老化时间为30~120min，电极强度为30~150N/C；在老化容器的夹层区底部设有排液口，中心区底部设有浆液出料口，当老化结束后，先打开夹层区底部排液口使夹层中液体排出，再打开中心区底部的浆料出料口使浆液排出。本专利技术方法中，用于产生电场的阴阳极可采用常规的阴阳极材料，控制所产生的电场强度为30~150N/C，优选为在老化开始至老化时间的1/3时，电场强度为30~80N/C，剩余老化时间的电场强度增加20~100N/C，并使电场强度达到80~150N/C。电极通电后，电场横向穿过老化容器的中心区。本专利技术方法中，所述的老化容器为球形或圆柱形。夹层区中内壁与滤布的间距占老化容器半径的1/20~1/15。本专利技术方法中，制备氢氧化铝沉淀可采用常规的酸碱中和沉淀法，比如采用酸性的铝盐与碱性沉淀剂沉淀，用酸性的铝盐与碱性的铝酸盐进行沉淀，用碱性的铝酸盐与酸性沉淀剂进行沉淀。酸性的铝盐一般为氯化铝、硫酸铝、硝酸铝中的一种或多种。碱性沉淀剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸钾、氨水中的一种或多种。酸性沉淀剂一般为二氧化碳。碱性的铝酸盐为偏铝酸钠。本专利技术方法特别适用于引入钠离子和/或钾离子的沉淀方法。所述的沉淀成胶过程一般在一定的pH值条件下进行，典型的pH为6.0~10.0，较适合为7.0~9.5，成胶温度一般在室温~85℃下进行，较适合为40~80℃，成胶时间为45min~120min，本领域技术人员可以根据所采用原料和成胶方法的不同而适当调整。本专利技术方法，在老化容器的夹层区底部设有排液口，中心区底部设有浆液出料口，当老化结束后，先打开夹层区底部排液阀使夹层中液体由排液口排出，再打开中心区底部的出料阀使浆液由浆料出料口排出，防止夹层中的液体反渗透回浆液中。本专利技术方法，优选老化和洗涤均在老化容器中进行，具体如下：在老化结束后，打开夹层区底部的排液阀，然后直接向老化容器中心区中加入洗涤水，并在搅拌条件下进行洗涤，同时控制电场强度小于10N/C。洗涤结束后，再打开中心区底部的出料阀，排出浆液经过滤后进行干燥。所述的洗涤采用去离子水洗涤，洗涤温度为20~100℃，优选为50~90℃，一般可以与老化温度相同或略低于老化温度。本专利技术方法，洗涤后进行干燥可采用常规方法和条件进行。干燥条件一般如下：干燥温度100~150℃，干燥时间4~10小时。本专利技术方法在老化过程中采用在一定电场强度下进行，电场横向穿过罐内浆液，并在搅拌的条件下使包裹杂质的胶核也会因搅拌外力的作用被打碎而释放出杂离子，在电场的作用下，使进入晶粒内部的杂离子数量大大减少，而且使吸附不同离子的浆液以及游离的离子在电场作用下重新排布，同时还能除去部分杂离子，这样有利于使拟薄水铝石颗粒更加完整、均一，有效缩短长大时间，提高拟薄水铝石的结晶度，而且胶溶性很好，同时有利于后续洗涤过程的进行，洗涤更容易，减少用水量，减少污染，降低成本。附图说明图1本专利技术方法使用的老化容器示意图；图2本专利技术方法使用的老化容器横截面图；图中1为搅拌电机；2为搅拌器；3为滤布；4为电极；5为排液口；6为浆液出料口；7为老化容器；8为进料口；9为洗涤水入口；10为夹层区；11为中心区。具体实施方式下面结合附图对本专利技术方法使用的老化容器作出说明。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种拟薄水铝石的制备方法，包括制备氢氧化铝沉淀，老化，洗涤，干燥，其中老化是在下述容器中进行的：老化容器为立式，顶部设有进料口，容器内沿轴向设有滤布，使老化容器分成一个夹层区和一个中心区，中心区设有搅拌器，将产生电场的阴阳两极相对置于夹层区中，控制老化条件如下：加入老化容器中氢氧化铝沉淀物的固含量为25~150g/L，老化温度为20~100℃，老化的pH值为8.0~11.0，老化时间为30~120min，电极强度为30~150N/C；在老化容器的夹层区底部设有排液口，中心区底部设有浆液出料口，当老化结束后，先打开夹层区底部排液口使夹层中液体排出，再打开中心区底部的浆料出料口使浆液排出。

【技术特征摘要】
1.一种拟薄水铝石的制备方法，包括制备氢氧化铝沉淀，老化，洗涤，干燥，其中老化是在下述容器中进行的：老化容器为立式，顶部设有进料口，容器内沿轴向设有滤布，使老化容器分成一个夹层区和一个中心区，中心区设有搅拌器，将产生电场的阴阳两极相对置于夹层区中，控制老化条件如下：加入老化容器中氢氧化铝沉淀物的固含量为25~150g/L，老化温度为20~100℃，老化的pH值为8.0~11.0，老化时间为30~120min，电极强度为30~150N/C；在老化容器的夹层区底部设有排液口，中心区底部设有浆料出料口，当老化结束后，先打开夹层区底部排液口使夹层中液体排出，再打开中心区底部的浆料出料口使浆液排出；其中，在老化开始至老化时间的1/3时，电场强度为30~80N/C，剩余老化时间的电场强度增加20~100N/C，并使电场强度达到80~150N/C，电极通电后，电场横向穿过老化容器的中心区。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：老化温度为25~90℃。3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的老化容器为球形或圆柱形，夹层区中容器内壁与滤布的间距占老化容器半径的1/20~1/15。4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：制备氢氧化铝沉淀采用酸碱中和沉淀法。5.按照权利要求1或4所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永林，朱慧红，刘杰，张成，关月明，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11