[發明專利]一種氧化鋁載體及其制備方法

有效

• 申請號: 201210467971.8
• 申請日: 2012-11-19
• 公開（公告）號: CN103816940B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 蔣軍;陳建設;林偉;李金兵;張志祥;李賢豐;薛茜;高立新;林強;李淑云
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: B01J32/00
• 分類號: B01J32/00;B01J23/02;B01J20/08
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;劉華聯

本發明提供了一種氧化鋁載體，具有較大的強度和比表面積，適用于烯烴環氧化反應、炔烴和二烯烴選擇性加氫或甲烷水蒸氣轉化等化學工業中。本發明還提供了一種工藝和操作簡單、條件易于控制的氧化鋁載體制備方法，主要以價格低廉、來源廣泛的α?三水氧化鋁和/或湃鋁石，以及適量的擬薄水鋁石和/或鋁溶膠為主要原料，降低了氧化鋁載體的生產成本；同時，通過摻入適量的硅源以及其他助劑，使載體的強度得到明顯提高，并適當增大了比表面積；尤其在制備過程中通過控制溫升速率使得獲得的載體強度得到進一步的提高。

技術領域

本發明涉及一種氧化鋁載體及其制備方法。

背景技術

氧化鋁作為吸附劑、催化劑和催化劑載體在化學工業、環保、汽車尾氣處理等方面得到了廣泛使用，尤其是作為催化劑載體廣泛應用在化學工業上。

在環保和化學工業上，工業催化劑通常被使用在連續流動的氣-固、液-固或氣-液-固多相體系中。為滿足一定的使用要求，氧化鋁載體通常被加工為球形、圓柱形、三葉草狀條形、拉西環形、多孔蜂窩狀或齒輪形，并要求具有一定的機械強度、比表面積和孔結構。高的機械強度是為了長期使用；大的比表面積有利于提高催化劑的活性，但可能會降低產物的選擇性，故針對不同類型的反應應選擇合適的比表面積；適當的孔結構有利于提高并行或串行反應體系中目標產物的選擇性。

目前，氧化鋁載體的制備方法大體可分為三種：1）采用擬薄水鋁石為主要原料制備；2）以α-三水氧化鋁（又稱α-三水鋁石）為主要原料，采用擬薄水鋁石或鋁溶膠作為黏結劑制備；3）以燒結的α-氧化鋁為主要原料制備。為調變載體和催化劑的性能，載體制備中還可能添加礦化劑、成型助劑等其他助劑。

氧化鋁廠從鋁土礦提取氧化鋁，一般通過拜耳法或燒結法容易制備得到α-三水氧化鋁和湃鋁石。因此，相對擬薄水鋁石，α-三水氧化鋁和湃鋁石的來源廣，售價較低。從經濟性考慮，采用α-三水氧化鋁和/或湃鋁石作為主要原料來制備氧化鋁載體或催化劑具有較大的成本優勢。然而，在現有技術中采用以α-三水氧化鋁和湃鋁石為主要原料制備的氧化鋁載體的例子較少，并且所制備的氧化鋁載體強度較低，且不易制備得到較高比表面積的氧化鋁載體。

發明內容

鑒于如上所述的現有技術的狀況，本發明提供了一種氧化鋁載體，可以以廉價易得的α-三水氧化鋁和/或湃鋁石為主要原料，拓寬了原料來源，降低了生產成本；通過加入少量硅元素，提高了載體的強度和比表面積。

本發明還提供了上述氧化鋁載體的制備方法，以及該氧化鋁載體的應用。

根據本發明，提供了一種氧化鋁載體，包括基于載體總重量計為95~99.5wt%的氧化鋁、0~2.5wt%的堿土金屬元素和0.05~2.6wt%的硅元素。

上述載體的平均側壓強度通常為120~400N/cm，優選為160~400N/cm；比表面積為1.0~20.0m²/g，優選為1.3~10.0m²/g；吸水率為30~70%，優選為40~70%。

本發明提供了一種制備如上所述載體的方法，包括：步驟Ⅰ：將下列組分混合均勻：（a）35~90wt%的α-三水氧化鋁和/或湃鋁石；（b）10~65wt%的擬薄水鋁石和/或鋁溶膠；（c）0~3.0wt%的氟化物；（d）以堿土金屬計0~2.0wt%的堿土金屬化合物；（e）以硅元素計0.05~2.0wt%的含硅化合物；以及（f）10~40wt%的粘結劑和水；以上各組分均基于固體混合物總重量計，所述固體混合物是包括組分（a）~（d）的混合物。步驟Ⅱ：將步驟Ⅰ中的混合物進行捏合并成型；步驟Ⅲ：將步驟Ⅱ中得到的產物進行干燥，焙燒。

上述組分（a）和（b）均可以采用現有的已商業化的產品。組分（a）的含量例如可以為40wt%、60wt%、70wt%或80wt%等；組分（b）的含量例如可以為20wt%、30wt%、40wt%或50wt%等。組分（b）與粘結劑作用后可以一同起到粘結作用。加入的氟化物作為礦化劑，能夠加速生成α-氧化鋁的晶型轉化。