一种球形氧化铝载体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种球形氧化铝载体的制备方法，属于催化剂技术领域。包括：1)将拟薄水铝石加入水中，加入胶凝剂后酸化成溶胶；2)将溶胶滴入油氨柱装置中，成型并老化；3)将老化后的凝胶球用去离子水冲洗，经干燥、焙烧得到球形氧化铝载体。本发明专利技术使用大孔容的拟薄水铝石成胶，并控制溶胶粒子粒径，使得溶胶在氨水相中胶凝后更加紧密，提高了氧化铝载体的机械强度。凝胶球在含水蒸气的空气中进行干燥，可以提高成品氧化铝载体的耐磨强度，降低了磨耗。通过加入合适的胶凝剂，并在氨水相加入硝酸铵、醇，使得溶胶小球在氨水相快速胶凝固化，降低了氨水层高度，减少了氨水的使用量。

A spherical alumina support and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种球形氧化铝载体及其制备方法和应用
本专利技术属于催化剂
，具体为一种球形氧化铝载体及其制备方法和应用。
技术介绍
载体是催化剂的重要组成部分，一个理想的催化剂载体应当具备下列条件：1)具有能适应反应过程的一定形状，2)有足够的机械强度，以经受反应过程中的机械和热的冲击，有足够的抗拉强度，以抵抗催化剂使用过程中逐渐沉积的在细孔里的污浊物的破裂作用，3)有足够的比表面积和细孔结构，以便在其表面能够均匀地负载活性组分，4)有足够的稳定性，以抵抗活性组分、反应物及反应产物的侵蚀，并能经受催化剂的再生处理，5)导热系数、比热、比重适宜。此外，载体当中还不应含有任何可以使催化剂中毒的物质，并在载体制备时方法简便、原料易得，催化剂制备过程不应造成环境污染。适宜的催化剂载体可以增加有效表面和提供合适的孔结构，可以提高催化剂的机械强度和催化剂的热稳定性，还可以提供催化剂的活性中心。有时载体还可以和活性组分作用形成新的化合物，产生良好的催化效果。油氨柱成型法是制备氧化铝、氧化硅、硅铝等小球的一种常用方法。它是将溶胶滴入油氨柱中，使溶胶粒子在柱子上层的油相中成球，在下层的氨水中胶凝。胶凝的颗粒老化后经干燥、焙烧即得到球形固体颗粒，广泛用作固定床和移动床催化剂、催化剂载体以及吸附剂等。油氨柱成型法优势是产品孔容大、强度高，缺陷是存在氨气的污染。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种球形氧化铝载体及其制备方法和应用，采用大孔拟薄水铝石酸化成胶，通过油氨柱滴球成型，不引入其他杂质，制备出高孔容，高强度、高纯度、低磨耗的球形氧化铝载体。本专利技术目的通过以下技术方案来实现：一种球形氧化铝载体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将拟薄水铝石加入水中，加入胶凝剂后酸化成溶胶；2)将溶胶滴入油氨柱装置中，成型并老化；3)将老化后的凝胶球用去离子水冲洗，经干燥、焙烧得到球形氧化铝载体。进一步，所述拟薄水铝石为孔容0.90-1.20ml/g的大孔拟薄水铝石，所述拟薄水铝石粒径﹤15μm。进一步，所述酸化的酸为硝酸、乙酸、甲酸、草酸，优选硝酸。进一步，所述溶胶中固含量为12-32％(质量含量)；所述溶胶平均粒径为20-50nm。进一步，所述胶凝剂的加入量为溶胶质量的0.01-0.5wt％。进一步，所述胶凝剂为葡甘露聚糖、半乳甘露聚糖或尿素中的一种或几种。进一步，所述油氨柱装置的油相为乙醚、甲苯、机油、石油醚、矿物油中的一种或多种，水相为含硝酸铵、醇类的氨水溶液。其中，油相高度为10-20cm，水相高度为5-30cm。更进一步，所述水相中，醇类的浓度为0.1-8g/L，硝酸铵浓度为0.3-2.5g/L，氨水浓度为5-25％；所述醇类为乙二醇、甘油、二缩二乙二醇、一缩二乙二醇中的一种或几种。进一步，所述干燥是在水蒸气与空气体积比为100:0-50:50的气氛下进行。进一步，所述老化时间为1-5h；所述干燥的时间为60-120℃，时间为2-10h；所述焙烧的温度为500-1100℃，时间为4-10h。一种球形氧化铝载体，采用上述所述的制备方法制备得到。一种球形氧化铝载体的应用，所述载体应用于移动床反应器。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过使用孔容0.90-1.20ml/g，粒径集中且<15μm的拟薄水铝石成胶，并控制溶胶粒子粒径，使得溶胶在氨水相中胶凝后更加紧密，提高了氧化铝载体的机械强度。本专利技术凝胶球在含水蒸气的空气中进行干燥，降低了凝胶球中水蒸发的速度，使小球不会发生龟裂现象，提高了耐磨强度，降低了磨耗，所制备的球形氧化铝载体适用于移动床反应器。本专利技术通过加入合适的胶凝剂，并在氨水相加入硝酸铵、醇，使得溶胶小球在氨水相快速胶凝固化，降低了氨水层高度，减少了氨水的使用量。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。测试条件：机械强度用BETKuboX1000强度测试仪测试，磨耗率用DGM多功能磨耗仪测试，测试方法为：100g样品装入样品罐中，以40转/min转动40min。实施例1取100g孔容为0.90ml/g，粒径<15μm的大孔拟薄水铝石，加入300g水，搅拌均匀，加入1.6g葡甘露聚糖，搅拌均匀，而后加入15ml浓硝酸酸化成溶胶，溶胶平均粒径45nm，溶胶中固含量为18％。将溶胶滴入油氨柱装置中，成型，老化2h。取出凝胶球用去离子水冲洗两次，于80℃，水蒸气空气体积比为75:25的氛围下烘干8h，而后在800℃焙烧6h，得到本实施例球形氧化铝载体。油氨柱装置的油相高度为20cm，水相高度为5cm；油相为石油醚，水相为含乙二醇和硝酸铵的氨水溶液，乙二醇浓度为5g/L，硝酸铵浓度为0.5g/L，氨水浓度15％。本实施例球形氧化铝载体孔容强度36N，磨耗率0.15‰。实施例2取100g孔容为0.95ml/g，粒径<15μm的大孔拟薄水铝石，加入350g水，搅拌均匀，加入1.9g半乳甘露聚糖，搅拌均匀，而后加入18ml浓硝酸酸化成溶胶，溶胶平均粒径38nm，溶胶中固含量为15％。将溶胶滴入油氨柱装置中，成型，老化1h。取出凝胶球用去离子水冲洗两次，于100℃，水蒸气空气体积比为50:50的氛围下烘干4h，而后在600℃焙烧10h，得到本实施例球形氧化铝载体。油氨柱装置的油相高度为18cm，水相高度10cm；油相为矿物油，水相为含二缩二乙二醇和硝酸铵的氨水溶液，二缩二乙二醇浓度为3.8g/L，硝酸铵浓度为1.0g/L，氨水浓度10％。本实施例球形氧化铝载体孔容强度45N，磨耗率0.25‰。实施例3取100g孔容为1.00ml/g，粒径<15μm的大孔拟薄水铝石，加入380g水，搅拌均匀，加入0.4g葡甘露聚糖和0.8g尿素，搅拌均匀，而后加入10g浓硝酸和12g甲酸酸化成溶胶，溶胶平均粒径29nm，溶胶中固含量为13％。将溶胶滴入油氨柱装置中，成型，老化2h。取出凝胶球用去离子水冲洗，于90℃，水蒸气空气体积比为65:35的氛围下烘干7h，而后在900℃焙烧5h，得到本实施例球形氧化铝载体。油氨柱装置的油相高度为15cm，水相高度15cm；油相为甲苯，水相为含甘油和硝酸铵的氨水溶液，甘油浓度为2g/L，硝酸铵浓度为1.5g/L，氨水浓度18％。本实施例球形氧化铝载体强度42N，磨耗率0.18‰。实施例4取100g孔容为1.1ml/g，粒径<15μm的大孔拟薄水铝石，加入280g水，搅拌均匀，加入0.3g半乳甘露聚糖和0.4g尿素，搅拌均匀，而后加入46g草酸酸化成溶胶，溶胶平均粒径22nm，溶胶中固含量为25％。将溶胶滴入油氨柱装置中，成型，老化4h；取出凝胶球用去离子水冲洗两次，于90℃，水蒸气空气体积比为95:5的氛围下烘干6h，而后在1050℃焙烧4h。油氨柱油相高度13cm，水相高度20cm；油相为甲苯，水相为含一缩二乙二醇和硝酸铵的氨水溶液，一缩二乙二醇浓度为4.6g/L，硝酸铵浓度为1.5g/L，氨水浓度5％。本实施例球形氧化铝载体强度32N，磨耗率0.20‰。实施例5取100g孔容为1.15ml/g，粒径<15μm的大孔拟薄水铝石，加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种球形氧化铝载体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将拟薄水铝石加入水中，加入胶凝剂后酸化成溶胶；2)将溶胶滴入油氨柱装置中，成型并老化；3)将老化后的凝胶球用去离子水冲洗，经干燥、焙烧得到球形氧化铝载体。

【技术特征摘要】
1.一种球形氧化铝载体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将拟薄水铝石加入水中，加入胶凝剂后酸化成溶胶；2)将溶胶滴入油氨柱装置中，成型并老化；3)将老化后的凝胶球用去离子水冲洗，经干燥、焙烧得到球形氧化铝载体。2.如权利要求1所述一种球形氧化铝载体的制备方法，其特征在于，所述拟薄水铝石为孔容0.90-1.20ml/g的大孔拟薄水铝石，所述拟薄水铝石粒径﹤15μm。3.如权利要求1所述一种球形氧化铝载体的制备方法，其特征在于，所述溶胶中固含量为12-32％；所述溶胶平均粒径为20-50nm。4.如权利要求1所述一种球形氧化铝载体的制备方法，其特征在于，所述胶凝剂的加入量为溶胶质量的0.01-0.5wt％。5.如权利要求1所述一种球形氧化铝载体的制备方法，其特征在于，所述胶凝剂为葡甘露...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁衡，韩伟，潘相米，艾珍，吴砚会，程牧曦，李博，郑敏，王华，
申请(专利权)人：西南化工研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51