一种球形氧化铝的制备方法技术

本发明专利技术提供一种球形氧化铝的制备方法，采用原位制备氧化铝溶胶直接进行油氨柱成型。以醇铝或醇铝的有机溶液为原料，与水解液进行水解反应，并且原位加入酸进行胶溶合成原铝溶胶，胶溶时间为4

【技术实现步骤摘要】
一种球形氧化铝的制备方法


[0001]本专利技术属于催化剂载体制备
，具体涉及一种球形氧化铝的制备方法。

技术介绍

[0002]众所周知，在化学工业中一种具有工业应用价值的反应催化剂需要具备以下几个方面的优势：转化率好、选择性高、寿命长、具有适宜的比表面积、孔体积大、孔径大、强度高等。在工业应用中为了避免出现催化剂的破碎造成床层阻力增大、传热情况恶化、催化剂携带损失等现象的出现，就需要对催化剂载体进行成型使其具有一定规则的形状、抗压强度以及耐磨性。球形氧化铝载体充填均匀，流体分配均匀，耐磨性也高。因而工业上应用最广泛。目前常用的制备球形氧化铝的成型方法有油柱成型法，油氨柱成型法，喷雾干燥法，滚球成型法等等。
[0003]油氨柱成型法是球形氧化铝的较为成熟的方法，该方法通过将制备的铝溶胶滴入由上层油相与下层氨水相构成的柱内成型转化为坚固的氧化铝凝胶球，最终经过干燥和焙烧，形成高强度的氧化铝小球。油氨柱成型法具备能耗低、生产的氧化铝产品强度高、孔结构均一等优点，并且其温和的操作条件(室温、常压)也适宜成为合成的催化剂载体的优势成型方法。
[0004]USP4542113中公开了一种球形氧化铝的制备方法，该法以水合氧化铝粉作为原料，加入稀硝酸溶液胶溶制备铝溶胶，并加入尿素作为溶胶稳定剂，通过油氨柱成型，干燥焙烧得到球形氧化铝产品，所得球的压碎强度最高为200N/粒，比表面积为220～250m2/g，孔容为0.45cm3/g。
[0005]CN112973771B中公开了一种含有分子筛和氧化铝的球形催化剂载体，该法采用无机铝盐通过氨水沉淀以后多次过滤洗涤后得到湿滤饼加入去离子水以及无机强酸进行胶溶，向溶胶中加入球磨的拟薄水铝石和分子筛的混合溶液以及溶胶改性助剂，铝溶胶PH值为2.8，进行滴球成型，成型后小球机械强度为51N/粒。
[0006]CN110404591B中公开了一种球形氧化铝载体的制备方法，该法采用大孔容拟薄水铝石为原料，加入胶凝剂后酸化形成溶胶，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。成型后球形氧化铝强度为36N/粒。
[0007]CN104891538A中公开了一种球形γ
‑
Al2O3的制备方法，该方法采用拟薄水铝石为原料，经酸化胶溶，再加入拟薄水铝石悬浊液制成浆液，制拟薄水铝石成型溶液，经油氨柱成型法制成小球，经高温焙烧得到的球形氧化铝载体。该球形γ
‑
Al2O3，比表面积为240
‑
300m2/g，机械强度为30
‑
60N/粒。
[0008]CN104418371B中公开了一种球形氧化铝的制备方法，该法采用拟薄水铝石加入混合酸进行胶溶成氧化铝含量为15
‑
30％的铝溶胶，并通过油氨柱成型球形氧化铝载体。产品球形氧化铝的比表面积为248m2/g，孔容为0.596cm3/g，最可几孔径8.32nm。压碎强度为63N/粒。
[0009]刘建良等[刘建良,潘锦程,马爱增.胶溶条件对拟薄水铝石酸分散性及成球性能
的影响[J].石油炼制与化工,2012,43(05):40
‑
44.]研究指出拟薄水铝石的成型效果主要取决于样品的胶溶性能，即其酸分散性能。拟薄水铝石的酸分散性能决定了其是否可作为黏结剂和成型的难易程度。不同原料、不同方法制备的拟薄水铝石成型效果有极大的差别。
[0010]拟薄水铝石粉体的性质各个厂家均有不同，因此采用拟薄水铝石为原料制备的铝溶胶，容易出现胶溶性能不好等问题，粉体的包装运输也是其中的弊端。

技术实现思路

[0011]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种球形氧化铝的制备方法，采用原位制备氧化铝溶胶直接进行油氨柱成型的方法，以醇铝或醇铝的有机溶液为原料，采用水解液与醇铝进行水解反应，并且通过原位采用酸胶溶原位合成铝溶胶，制备以后的铝溶胶直接用于成型，省去了抽滤、干燥等步骤，生产方式简便，且该法形成的铝溶胶粒径均匀，形成最终氧化铝小球的产品机械强度高、孔分布集中、孔容高、有利于物质的传递扩散，更适合催化反应。
[0012]本专利技术的技术方案如下：
[0013]一种球形氧化铝的制备方法，包括如下步骤：
[0014]S1铝溶胶的制备：将水解液加热至水解温度，加入醇铝的有机溶液，其中醇铝的质量分数为5
‑
100％，持续搅拌进行水解反应，再加入酸，持续搅拌4～12h进行胶溶，形成原铝溶胶，原铝溶胶经过再处理得到滴球成型铝溶胶；所述醇铝与酸的摩尔比为1：0.05
‑
0.2：
[0015]S2油氨柱成型：油氨柱上层为油相，下层为氨水相，相界面加入非离子表面活性剂溶液，将滴球成型铝溶胶滴入油氨柱中形成球状凝胶粒子，经过老化、干燥、焙烧，得到球形氧化铝。
[0016]所述醇铝与酸的摩尔比为1：0.05
‑
0.15。
[0017]所述醇铝为甲醇铝、乙醇铝、异丙醇铝、仲丁醇铝、正己醇铝和异辛醇铝的一种或几种；所述醇铝的有机溶液的溶剂为醇；所述酸为盐酸、硝酸、高氯酸、甲酸、乙酸和柠檬酸中一种或几种。
[0018]所述醇铝的有机溶液为正己醇铝的正己醇溶液或异辛醇铝的异辛醇溶液，S1中还包括水解反应后，通过分液或蒸馏除去副产物正己醇或异辛醇。
[0019]所述水解液为去离子水或含有去离子水的溶剂体系，所述溶剂包括乙醇、异丙醇、仲丁醇、正己醇和异辛醇中一种或几种。
[0020]所述醇铝与去离子水的摩尔比为20
‑
100：1。
[0021]水解反应温度为20℃
‑
140℃。
[0022]水解时间为15min
‑
240min。
[0023]所述胶溶温度为20℃
‑
140℃，进一步地，所述胶溶温度为25℃
‑
120℃
[0024]所述再处理为旋蒸、老化和加入高分子量聚合物中的一种或几种。
[0025]所述滴球成型铝溶胶的浓度(滴球成型铝溶胶中AlOOH所占的质量百分数)为10
‑
30wt％，粘度为10mpa
·
s
‑
10000mpa
·
s，进一步地，滴球成型铝溶胶的浓度为12
‑
18wt％，粘度为60mpa
·
s
‑
6000mpa
·
s。
[0026]所述非离子表面活性剂为山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基葡萄糖苷、壬基酚聚氧乙烯醚和辛基苯基聚氧乙烯醚中的一种或几种。
[0027]所述油相高度为5
‑
20mm，氨水相高度为10
‑
100mm。
[0028]所述干燥温度为在10
‑
90℃，焙烧温度为200
‑
800℃。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种球形氧化铝的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：S1铝溶胶的制备：将水解液加热至水解温度，加入醇铝的有机溶液，其中醇铝的质量分数为5
‑
100％，持续搅拌进行水解反应，再加入酸，持续搅拌4
‑
12h进行胶溶，形成原铝溶胶，原铝溶胶经过再处理得到滴球成型铝溶胶；所述醇铝与酸的摩尔比为1：0.05
‑
0.2：S2油氨柱成型：油氨柱上层为油相，下层为氨水相，相界面加入非离子表面活性剂溶液，将滴球成型铝溶胶滴入油氨柱中形成球状凝胶粒子，经过老化、干燥、焙烧，得到球形氧化铝。2.如权利要求1所述的一种球形氧化铝的制备方法，其特征在于：所述醇铝与酸的摩尔比为1：0.05～0.15。3.如权利要求1所述的一种球形氧化铝的制备方法，其特征在于：所述醇铝为甲醇铝、乙醇铝、异丙醇铝、仲丁醇铝、正己醇铝和异辛醇铝的一种或几种；所述醇铝的有机溶液的溶剂为醇；所述酸为盐酸、硝酸、高氯酸、甲酸、乙酸和柠檬酸中一种或几种。4.如权利要求1所述的一种球形氧化铝的制备方法，其特征在于：所述醇铝的有机溶液为正己醇铝的正己醇溶液或异辛醇铝的异辛醇溶液，S1中还包括水解反应后，通...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文翠，王旭，陆安慧，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：