一种改性氧化铝载体的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种改性氧化铝载体的制备方法。该制备方法包括以下步骤：(1)在适量的去离子水中，加入表面活性剂、改性助剂磷和镁的前驱物，改性助剂的总量为去离子水的5％‑15％，表面活性剂的质量是改性助剂质量的1％‑10％；(2)将所得的浆液进行分散、细化和均质乳化处理，得到平均粒度为0.2‑5μm的浆液；(3)向处理好的浆液中加入拟薄水铝石和硝酸溶液，并充分混合搅拌、混捏，直至成为可塑体；(4)将所得的可塑体成型，然后干燥，最后在500‑800℃焙烧5h‑20h，得到磷和镁改性的氧化铝载体材料。本发明专利技术方法分散性好，能够有效调节载体酸性中心和加氢催化剂活性中心的分布，使其相互协调作用，提高催化剂的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种改性氧化铝载体的制备方法
本专利技术涉及载体制备领域，尤其涉及改性氧化铝载体的制备方法，特指使用于加氢脱硫和氮的催化剂载体。
技术介绍
随着环保要求的日益严格,燃料油需求不断增长,超低硫、氮含量的清洁燃料的生产成为全球环境催化领域的重要课题,其中加氢精制是生产清洁燃料的有效方法。氧化铝作为催化剂载体材料，在加氢领域有着非常广泛的应用。由于氧化铝用作催化剂载体，其表面上的活性金属组分易于载体发生强相互作用而形成无活性的物种(如形成镍铝尖晶石)，不易完全硫化形成具有高加氢活性的Ⅱ型活性相。另一方面，催化剂表面酸性质对加氢催化剂的活性有较大影响，脱除原料中的杂原子，需要催化剂具有氢解活性，这是发生在催化剂的酸性中心上，因此，如何减弱金属与载体的强相互作用，如何使催化剂具有合适的酸性，成为高活性加氢催化剂制备的关键。催化剂的诸多性质是由其载体决定的，因而研制或选择合适的载体是催化剂研发的关键因素之一。为了解决上述遇到的问题，科研工作者通常在氧化铝被用作催化剂载体时加入一种或几种其他金属或非金属元素来进行改性，以此来减弱氧化铝载体与活性金属组分之间的相互作用，并且起到调变催化剂酸性的作用，这成为高活性加氢催化剂制备的关键工艺和技术。目前，氧化铝载体进行化学改性时，经常添加含硅、磷、氟、硼、锆、钛、镁、镓、钒、锰、铜和锌等元素的助剂，改变活性组分和氧化铝之间的相互作用，并且改善氧化铝载体的酸性，以提高氧化铝的性质等。但由于引入助剂的用量、种类和方式不同，氧化铝载体的表面性质会有很大的差别。传统的引入方法主要在制备氧化铝阶段引入和载体成型的混捏阶段引入。前者由于改性助剂元素分散在氧化铝体相中不能充分发挥其作用，从而影响最终载体的物化性能；后者在混捏成型时加入助剂，不利于助剂元素的均匀分散，则不能起到提高催化剂使用性能的效果。
技术实现思路
为了改进现有技术中的不足之处，本专利技术提供了一种改性氧化铝载体的制备方法。此方法首先通过对表面活性剂和改性助剂在水中进行分散、细化和均质乳化处理，使改性助剂得到充分的细化均匀混合，便于磷和镁元素均匀地分散到氧化铝载体表面，更好的起到调节金属与载体的相互作用，使活性金属发挥最大的功效。此改性方法工艺简单，成本低廉，容易进行工业化生产。本专利技术采用以下技术方案：一种改性氧化铝载体中的制备方法，包括以下步骤：(1)在适量的去离子水中，加入表面活性剂、改性助剂磷和镁的前驱物，改性助剂的前驱物的总量为去离子水的5％-15％，表面活性剂的质量是改性助剂质量的1％-10％；(2)上述浆液进行分散、细化和均质乳化处理，得到平均粒度为0.2-5μm的浆液；(3)向处理好的浆液中加入拟薄水铝石和硝酸溶液，并充分混合搅拌、混捏，直至成为可塑体；(4)将步骤(3)所得的可塑体成型，自然晾干，120℃干燥10h，最后在500-800℃焙烧5h-20h，得到磷和镁改性的氧化铝载体；其中磷前驱物引入载体中的的磷含量以五氧化二磷计占改性氧化铝基载体质量的0.1％-4.0％，由镁前驱物引入载体中的镁含量以氧化镁计占改性氧化铝基载体质量的1.0％-10.0％。本专利技术步骤(1)中所述的表面活性剂优选为Tween80、Span80、P123、PEG、PVA或AEO中的一种或几种。本专利技术步骤(1)中所述镁前驱物为金属镁、氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁、氟化镁和碱式碳酸镁等难溶的化合物中的一种或几种。本专利技术步骤(1)所述的磷前驱物为五氧化二磷、磷酸铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸钙和聚磷酸铵中的一种或几种。本专利技术步骤(3)所述的拟薄水铝石含有助剂组分为氟、硅、钛、锆和硼中的一种或几种，助剂组分在氧化铝基载体中的含量在10wt％以下。本专利技术步骤(2)所述的分散、细化和均质乳化处理采用高剪切分散乳化机、球磨机和砂磨机中的一种或几种进行处理。本专利技术还提供了一种用上述制备方法制得的改性氧化铝载体，该改性氧化铝载体比表面积为200-310m2/g，孔容为0.70-0.82ml/g。与现有的技术相比，本专利技术的最大优点体现在：1.本专利技术通过在助剂中加入表面活性剂，对助剂进行分散、细化和均质乳化处理，使助剂元素均匀分散于浆液中，有利于助剂元素在氧化铝表面和孔道内均匀分散；表面活性剂的添加有一定的扩孔作用，有利于加氢反应的进行。2.本专利技术中通过改性元素磷和镁的协调作用，在氧化铝载体表面形成更多的酸性适宜的酸性中心，与载体表面的原酸性位相配合，使载体的酸性和酸性分布更加合理，弱酸和中强酸增加，强酸减小，有利于减少积碳。3.本专利技术方法制备的磷和镁改性氧化铝载体，其性质如下：比表面积为200-310m2/g，孔容为0.70-0.82ml/g。本专利技术方法制备的磷和镁改性氧化铝载体，适用于作为加氢处理的催化剂，特别是加氢脱硫和氮催化剂载体。具体实施方式为了对本专利技术有更深的了解，下面结合实施案例对本专利技术做进一步的详细说明，本实施案例按照
技术实现思路
所述的技术方案实施。实施例中所用拟薄水铝石的孔结构见表1。实施例一：拟薄水铝石干粉8Kg，田菁粉100g，浓度为3wt％硝酸1.0Kg。将物料混捏30min，再碾压30min，然后成型。将成型物先自然晾干，再于120℃下干燥10h。将干燥后的样品在550℃下恒温焙烧6h，制得氧化铝载体，其物化性质见表2。实施例二：在8kg去离子水中加入镁粉400g、五氧化二磷200g。采用砂磨机进行细化和均质处理，得到平均粒度为0.8μm的浆液，向浆液中加入拟薄水铝石干粉8Kg，田菁粉100g，浓度为6wt％硝酸1.2Kg。将物料混捏30min，再碾压30min，然后成型。将成型物先自然晾干，再于120℃下干燥10h。将干燥后的样品在550℃下恒温焙烧7h，制得磷和镁改性氧化铝载体，其物化性质见表2。实施例三：在8kg去离子水中加入30g表面活性剂Tween80、镁粉400g、五氧化二磷200g。采用球磨机进行细化和均质乳化处理，得到平均粒度为0.8μm的浆液，向浆液中加入拟薄水铝石干粉8Kg，田菁粉100g，浓度为6wt％硝酸1.2Kg。将物料混捏30min，再碾压30min，然后成型。将成型物先自然晾干，再于120℃下干燥10h。将干燥后的样品在550℃下恒温焙烧7h，制得本专利所述的磷和镁改性氧化铝载体，其物化性质见表2。实施例四：在8kg去离子水中加入80g表面活性剂Span80、氧化镁粉500g、磷酸铵300g。采用高剪切分散乳化机进行细化和均质乳化处理，得到平均粒度为1μm的浆液，向浆液中加入拟薄水铝石干粉8Kg，田菁粉100g，浓度为8wt％硝酸1.3Kg。将物料混捏30min，再碾压30min，然后成型。将成型物先自然晾干，再于120℃下干燥10h。将后的样品在600℃下恒温焙烧9h，制得本专利所述的磷和镁改性氧化铝载体，其物化性质见表2。实施例五：在8kg去离子水中加入60g表面活性剂P123、氢氧化镁600g、磷酸二氢铵400g。采用砂磨机进行细化和均质乳化处理，得到平均粒度为1.5μm的浆液，向浆液中加入拟薄水铝石干粉8Kg，田菁粉100g，浓度为7.5wt％硝酸1.5Kg。将物料混捏30min，再碾压30min，然后成型。将成型物先自然晾干，再于120℃下干燥10h。将干燥后的样品在650℃下恒温焙烧8h本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性氧化铝载体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在适量的去离子水中，加入表面活性剂、改性助剂的前驱物，改性助剂的前驱物的总量为去离子水质量的5％‑15％，表面活性剂的质量是改性助剂质量的1％‑10％；改性助剂为磷和镁；(2)上述浆液进行分散、细化和均质乳化处理，得到平均粒度为0.2‑5μm的浆液；(3)向处理好的浆液中加入拟薄水铝石和硝酸溶液，并充分混合搅拌、混捏，直至成为可塑体；(4)将步骤(3)所得的可塑体成型、自然晾干、干燥，最后在500‑800℃焙烧5h‑20h，得到磷和镁改性的氧化铝载体；其中磷前驱物引入载体中的磷含量以五氧化二磷计占改性氧化铝基载体质量的0.1‑4.0％，由镁前驱物引入载体中的镁含量以氧化镁计占改性氧化铝基载体质量的0.5％‑15.0％。

【技术特征摘要】
1.一种改性氧化铝载体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在适量的去离子水中，加入表面活性剂、改性助剂的前驱物，改性助剂的前驱物的总量为去离子水质量的5％-15％，表面活性剂的质量是改性助剂质量的1％-10％；改性助剂为磷和镁；(2)上述浆液进行分散、细化和均质乳化处理，得到平均粒度为0.2-5μm的浆液；(3)向处理好的浆液中加入拟薄水铝石和硝酸溶液，并充分混合搅拌、混捏，直至成为可塑体；(4)将步骤(3)所得的可塑体成型、自然晾干、干燥，最后在500-800℃焙烧5h-20h，得到磷和镁改性的氧化铝载体；其中磷前驱物引入载体中的磷含量以五氧化二磷计占改性氧化铝基载体质量的0.1-4.0％，由镁前驱物引入载体中的镁含量以氧化镁计占改性氧化铝基载体质量的0.5％-15.0％。2.按照权利要求1所述一种改性氧化铝载体的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的表面活性剂为Tween80、Span80、P123、PEG、PVA或AEO中的一种或几种。...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏继平，李晓云，孙彦民，于海斌，李世鹏，郭轶琼，周鹏，曾贤君，杨文建，崔晓萌，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海油天津化工研究设计院有限公司，中海油能源发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11