本發(fā)明屬于氧化鋁載體,具體涉及一種球形氧化鋁載體的制備方法。
背景技術(shù):
1、目前,國內(nèi)外對移動床用毫米級(1.6~2.0mm)氧化鋁小球載體的制備方法有很多研究,主要采用的方法有熱油柱法、油氨柱法。
2、熱油柱成型法至今已有50余年的發(fā)展歷史,是目前制備高性能球形氧化鋁載體的主要方法。用該法制備的球形al2o3不僅具有球形度高、堆積緊密、表面光滑、成品率高和雜質(zhì)少等特點(diǎn),而且擁有比表面積大、孔容大、機(jī)械強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好及壽命長等優(yōu)點(diǎn)。該方法通過高純鋁粉與鹽酸反應(yīng)制備不同鋁氯比的水性鋁溶膠,把水溶性溶膠通過分散滴頭以小液滴的形式滴入一定預(yù)熱溫度的疏水油性介質(zhì)中,液滴在油相中由于油水界面效應(yīng)的作用自然收縮成球狀,在成球過程中鋁溶膠與弱堿性促凝劑反應(yīng)形成有一定強(qiáng)度的凝膠擬薄水鋁石微球,隨后通過老化、洗滌和焙燒等過程制備得到所需晶型的球形氧化鋁載體。
3、moser等考察了不同粘度的成型油對球形氧化鋁成型及形貌的影響,當(dāng)成型油粘度較小時,液滴在油柱中的下落速度較快,難以成型。當(dāng)成型油粘度較大時,液滴在油柱中的下降速度緩慢,容易造成液滴間的粘連,所得球形凝膠顆粒的形貌不佳。另外,油柱法制備的球形氧化鋁載體,在小試中均勻性較好,但是放大后,由于針頭堵塞等原因,易造成顆粒大小不均勻,需要經(jīng)過篩分后才能用于移動床催化劑的制備,廢料量較多。
4、油氨柱成型法是在油柱成型裝置上改進(jìn)發(fā)展起來的方法。油氨柱法制備的球形氧化鋁成本低、時間短和操作簡單,但是因為氨水促凝速度快,導(dǎo)致球形度略差、磨損率略高,并且油氨柱工藝易造成環(huán)境污染。
5、cn201911271664.0介紹了一種油柱成型工藝制備球形氧化鋁的方法,通過向鋁溶膠中加入低碳醇(丙醇、丙三醇等),無需使用很細(xì)的分散滴頭可制備出小粒徑球形氧化鋁載體,粒徑一般介于1.6~2.0mm,但得到的氧化鋁球形度較差。
6、cn201110322480.x介紹了一種球形氧化鋁的制備方法,該方法把鋁源、聚乙二醇以及選自低碳醇和水至少一種混合均勻之后,將低碳環(huán)氧烷烴加入上述混合物中,經(jīng)油柱成型為球形,再經(jīng)老化、干燥和焙燒得到大孔氧化鋁,其低碳醇的作用是制備具有較強(qiáng)三維貫通性的大孔氧化鋁,該方法得到的氧化鋁球形度較差。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種球形氧化鋁載體的制備方法,該方法制備的載體具有很好的球形度,平均粒徑為0.1~4.0mm。
2、為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了一種球形氧化鋁載體的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:向鋁粉中加入鹽酸制備得到鋁溶膠,然后向鋁溶膠中加入尿素、低碳醇和無機(jī)鹽,充分混合后再加入六亞甲基四胺溶液制備成凝膠,將凝膠滴入熱油柱中成型,凝膠球經(jīng)過老化、洗滌、干燥、焙燒得到球形氧化鋁載體。
3、本發(fā)明所述的球形氧化鋁載體的制備方法,所述鋁溶膠中鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%~12%。
4、本發(fā)明所述的球形氧化鋁載體的制備方法,所述尿素的添加量為鋁溶膠質(zhì)量的1%~30%,優(yōu)選8%~15%。
5、本發(fā)明所述的球形氧化鋁載體的制備方法,所述低碳醇為乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇和正丁醇中的一種或多種,低碳醇的添加量為鋁溶膠質(zhì)量的1%~15%,優(yōu)選4%~8%。
6、本發(fā)明所述的球形氧化鋁載體的制備方法,所述無機(jī)鹽為鉀鹽、鈉鹽和鈣鹽中的一種或多種,無機(jī)鹽的添加量為鋁溶膠質(zhì)量的0.5%~15%,優(yōu)選2%~8%。
7、本發(fā)明所述的球形氧化鋁載體的制備方法,所述六亞甲基四胺溶液的質(zhì)量濃度為30%~40%,添加量為鋁溶膠質(zhì)量的20%~40%。
8、本發(fā)明所述的球形氧化鋁載體的制備方法,所述熱油柱中熱油為液壓油、潤滑油、白油和煤油中的一種或多種,溫度為80℃~110℃。
9、本發(fā)明所述的球形氧化鋁載體的制備方法,所述老化條件為:溫度為100℃~170℃,老化時間4~10h。
10、本發(fā)明所述的球形氧化鋁載體的制備方法,所述焙燒條件為:550℃~980℃焙燒4-6h。
11、本發(fā)明有益效果:
12、本發(fā)明方法在鋁溶膠中同時加入尿素、低碳醇和無機(jī)鹽,三者共同作用,減少載體毛刺,提高圓形度。尿素和低碳醇同時加入可提高鋁溶膠的流動性,減少針頭堵塞,同時老化后的濕球表面疏油性提高,洗滌時更易脫除油相,從而減少了小球之間的互相粘連,使產(chǎn)品的外表面更光滑、毛刺更少,但是小球的圓形度不佳。通過添加無機(jī)鹽的方法,提高鋁溶膠與油相的界面張力,使滴入的凝膠球圓形度更高。
13、采用本發(fā)明方法制備的小球載體,圓形度可由0.899提高至0.932,毛刺率最高由6.8%減少至1.0%。
1.一種球形氧化鋁載體的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:向鋁粉中加入鹽酸制備得到鋁溶膠,然后向鋁溶膠中加入尿素、低碳醇和無機(jī)鹽,充分混合后再加入六亞甲基四胺溶液制備成凝膠,將凝膠滴入熱油柱中成型,凝膠球經(jīng)過老化、洗滌、干燥、焙燒得到球形氧化鋁載體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形氧化鋁載體的制備方法,其特征在于,所述鋁溶膠中鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%~12%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形氧化鋁載體的制備方法,其特征在于,所述尿素的添加量為鋁溶膠質(zhì)量的1%~30%,優(yōu)選8%~15%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形氧化鋁載體的制備方法,其特征在于,所述低碳醇為乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇和正丁醇中的一種或多種,低碳醇的添加量為鋁溶膠質(zhì)量的1%~15%,優(yōu)選4%~8%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形氧化鋁載體的制備方法,其特征在于,所述無機(jī)鹽為鉀鹽、鈉鹽和鈣鹽中的一種或多種,無機(jī)鹽的添加量為鋁溶膠質(zhì)量的0.5%~15%,優(yōu)選2%~8%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形氧化鋁載體的制備方法,其特征在于,所述六亞甲基四胺溶液的質(zhì)量濃度為30%~40%,添加量為鋁溶膠質(zhì)量的20%~40%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形氧化鋁載體的制備方法,其特征在于,所述熱油柱中熱油為液壓油、潤滑油、白油和煤油中的一種或多種,溫度為80℃~110℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形氧化鋁載體的制備方法,其特征在于,所述老化條件為:溫度80℃~170℃,壓力0.2~0.8mpa,老化時間4~10h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形氧化鋁載體的制備方法,其特征在于,所述焙燒條件為:550℃~980℃焙燒4~8h。