活性氧化鋁載體的製備方法
2023-09-15 02:53:20
專利名稱：活性氧化鋁載體的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種活性氧化鋁載體的製備方法。
背景技術：
活性氧化鋁是一種多孔性的固體材料，其比表面積高，其微孔結構具有多種催化作用所要求的特性，如優良的吸附性能、熱穩定性和可調的表面酸性等。因此，活性氧化鋁作為催化劑載體應用廣泛。製備活性氧化鋁時，一般先製備其前驅物——擬薄水鋁石，再進行高溫焙燒使之晶相轉化。在各種製備擬薄水鋁石的方法中，以偏鋁酸鈉和二氧化碳中和法成本最低，國內外就此方法申報不少專利。CN1057443A專利申請所公開的生產工藝主要工序為原料製備、成膠、老化、洗滌、固液分離和乾燥。該工藝在成膠過程中，通入偏鋁酸鈉的酸性氣體為含CO235～45％(V)的CO2-空氣混合氣，由於混合氣中CO2含量較低，中和反應時間長，容易生成三水鋁石，使最終產品孔隙率低，其所制的活性氧化鋁產品孔體積小於0.75ml·g-1。CN1254684A專利申請為解決產品孔隙率低的問題，改用低溫(15～25℃)和低偏鋁酸鈉溶液(20～35g Al2O3·L-1)，但仍然採用低濃度CO2和空氣混合氣，此方法帶來的副作用是(1)夏季生產時，必須用冷卻設備，增加能量消耗；(2)生產效率較低。此方法所製得的活性氧化鋁孔體積最大為0.88ml·g-1。另外，現有的氧化鋁載體製備方法一般周期較長。例如CN03101176.4及CN1393288專利申請所描述，需經中和沉澱(成膠)、老化、洗滌、過濾、乾燥、成型及煅燒等過程；此外，配製酸性溶液和鹼性溶液以及濾餅洗滌還需要大量用水。因此，如何簡化氧化鋁製備工藝具有重要的意義。
發明內容
本發明的目的旨在於提供一種製備工序簡單、成本低、對環境友好的具有較強酸性的活性氧化鋁載體的製備方法。
本發明包括以下步驟 1)將氯化鋁和檸檬酸混合，攪拌至物料熔化並混合，得到液體混合物，按質量百分比，檸檬酸添加量為氯化鋁的5％～20％； 2)將步驟1所得液體混合物添加澱粉並攪拌，按質量百分比，澱粉添加量為氯化鋁的50％～150％； 3)將步驟2所得物料乾燥； 4)將步驟3所得物料焙燒； 5)將步驟4所得的焙燒產物研磨和壓片成型得到活性氧化鋁載體顆粒。
將氯化鋁和檸檬酸混合，攪拌的溫度可為70～100℃。
將步驟2所得物料乾燥的溫度可為80～140℃，乾燥的時間至少最好為8h。
將步驟3所得物料培燒的溫度可為400～850℃，焙燒的時間可為3～6h。
本發明將熔化的氯化鋁與檸檬酸及澱粉等造孔劑混合，直接乾燥和焙燒製得，工藝流程簡單，省去了中和、老化、過濾和洗滌等步驟，縮短了製備周期，易於控制其生產；並節省了用於配製酸性溶液和鹼性溶液以及濾餅洗滌所需的大量用水，沒有廢水排放，所排放的氣體氯化氫容易處理和回收，有利於降低生產成本和保護環境。所制活性氧化鋁具有適宜且可調節的比表面積和孔分布，且製備過程中通過控制不同焙燒溫度可得到不同晶相的氧化鋁產品。所制氧化鋁具有較強的酸性，作為催化劑載體負載鎳金屬組分後，製成的催化劑表現出較高的芳烴加氫和加氫裂化活性。適合作為芳烴加氫飽和以及加氫裂解催化劑的載體。
具體實施例方式 下面通過具體實施例對本發明作詳細說明。
實施例1 分別稱取120g結晶氯化鋁和12g檸檬酸，放入坩堝中，混合均勻置於90℃的恆溫水浴裡，不斷攪拌至混合物料全溶；稱取180g的澱粉加入上述溶液中，攪拌均勻後置於烘箱中於110℃乾燥12h，然後再置於馬弗爐中，按升溫速率為2℃·min-1升溫至550℃恆溫焙燒4h；冷卻至室溫後，將所得固體物研磨成粉狀，再經壓片(10kN壓力)、敲碎及篩分得到40～60目的活性氧化鋁顆粒，即得活性氧化鋁載體，其主要性質見表1。表1實施例1～4所制產品的主要性質
實施例2 製備方法與實施例1類似，其區別在於將乾燥加熱溫度改為90℃，焙燒溫度改為400℃，焙燒時間改為6h，所製備的活性氧化鋁載體的主要性質見表1。
實施例3 製備方法與實施例1類似，其區別在於將恆溫水浴的溫度改為100℃，乾燥加熱溫度改為80℃，焙燒溫度改為650℃，所製備的活性氧化鋁載體的主要性質見表1。
實施例4 製備方法與實施例1類似，其區別在於將恆溫水浴的溫度改為70℃，乾燥加熱溫度改為140℃，焙燒溫度改為850℃，焙燒時間改為3h，所製備的活性氧化鋁載體的主要性質見表1。
實施例5 製備方法與實施例1類似，其區別在於將原料攪拌熔化加熱溫度改為80℃，檸檬酸添加量改為6g，所製備的活性氧化鋁載體的主要性質見表2。
實施例6 製備方法與實施例1類似，其區別在於將原料攪拌熔化加熱溫度改為100℃，檸檬酸添加量改為18g，所製備的活性氧化鋁載體的主要性質見表2。
實施例7 製備方法與實施例1類似，其區別在於將檸檬酸添加量分改為24g，所製備的活性氧化鋁載體的主要性質見於表2。
參照例1 製備方法與實施例1類似，其區別在於不添加檸檬酸，所製備的活性氧化鋁載體的主要性質見表2。
表2實施例1，5～7與參照例1所制產品的主要性質
實施例8～9 製備方法與實施例1類似，其區別在於將澱粉添加量分別改為60g及120g，所製備的活性氧化鋁載體的主要性質見表3。
參照例2 製備方法與實施例1類似，其區別在於不添加澱粉，所製備的活性氧化鋁載體的主要性質見表3。表3實施例1及5～7與參照例2所制產品的主要性質
實施例10 將實施例1所的活性氧化鋁顆粒負載15％(按質量百分比)NiO組分後製成相應的催化劑，催化劑的活性評價以200℃反應溫度下的乙苯轉化率代表催化劑的加氫活性，以340℃溫度下的甲苯選擇性衡量催化劑的加氫裂化活性。其活性結果見表4，由表中可見，所製備的催化劑的加氫活性高於參比催化劑，而加氫裂化活性明顯高於參比催化劑。
參照例3 將參比氧化鋁(取自山東公泉化工有限公司，其比表面積221m2.g-1，孔容0.614ml.g-1，堆積密度0.620g.ml-1)顆粒度40～60目，負載15％(按質量百分比)NiO組分後製成相應的催化劑，以實施例10相同的活性評價條件考察其活性，結果見表4。
表4催化劑活性評價結果
權利要求
1.活性氧化鋁載體的製備方法，其特徵在於包括以下步驟
1)將氯化鋁和檸檬酸混合，攪拌至物料熔化並混合，得到液體混合物，按質量百分比，檸檬酸添加量為氯化鋁的5％～20％；
2)將步驟1所得液體混合物添加澱粉並攪拌，按質量百分比，澱粉添加量為氯化鋁的50％～150％；
3)將步驟2所得物料乾燥；
4)將步驟3所得物料焙燒；
5)將步驟4所得的焙燒產物研磨和壓片成型得到活性氧化鋁載體顆粒。
2.如權利要求1所述的活性氧化鋁載體的製備方法，其特徵在於將氯化鋁和檸檬酸混合，攪拌的溫度為70～100℃。
3.如權利要求1所述的活性氧化鋁載體的製備方法，其特徵在於將步驟2所得物料乾燥的溫度為80～140℃，乾燥的時間至少8h。
4.如權利要求1所述的活性氧化鋁載體的製備方法，其特徵在於將步驟3所得物料培燒的溫度為400～850℃，焙燒的時間為3～6h。
全文摘要
活性氧化鋁載體的製備方法，涉及一種活性氧化鋁的製備方法，提供一種製備工序簡單、成本低、對環境友好的具有較強酸性的活性氧化鋁載體的製備方法。將氯化鋁和檸檬酸混合，攪拌至物料熔化混合得液體混合物，按質量百分比，檸檬酸添加量為氯化鋁的5％～20％；將液體混合物添加澱粉攪拌，所得物料乾燥，焙燒，研磨，壓片成型。所制活性氧化鋁具有適宜且可調節的比表面積和孔分布，通過控制不同焙燒溫度可得到不同晶相的氧化鋁產品。所制氧化鋁具有較強的酸性，負載鎳金屬組分後，表現出較高的芳烴加氫和加氫裂化活性，適合作為芳烴加氫飽和以及加氫裂解催化劑的載體。
文檔編號B01J21/04GK101249428SQ20081007075
公開日2008年8月27日 申請日期2008年3月14日 優先權日2008年3月14日
發明者譚亞南, 方維平, 伊曉東, 王躍敏, 萬惠霖 申請人:廈門大學