[發明專利]一種球形氧化鋁的制丸成型方法

有效

• 申請號: 201310452504.2
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN103553094A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 李曉云;于海斌;孫彥民;李世鵬;苗靜;曾賢君;隋云樂;周鵬;楊文建
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油天津化工研究設計院;中海油能源發展股份有限公司;天津正達科技有限責任公司
• 主分類號: C01F7/02
• 分類號: C01F7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于無機材料制備領域，涉及一種球形氧化鋁的制丸成型方法，更具體的說，本發明涉及一種將擬薄水鋁石與海藻酸鈉水溶液進行捏合、制丸成型、干燥、焙燒制得球形氧化鋁的方法。

背景技術

由于氧化鋁具有比表面積大、孔結構可控、熱穩定性好、吸附能力強等特點，被廣泛用作催化劑、催化劑載體與吸附劑等。為了更好的發揮催化劑的性能，除了要求更優的載體物化指標（通常需要更大的比表面、更大孔容，更適宜的孔徑和表面性能，更高的強度等）外，催化劑的形狀在工程化應用方面（傳熱、傳質、壓降等）也體現出非常重要的作用。常用的催化劑的形狀主要有：球形、環形、片狀、條狀等。工業上使用的氧化鋁主要有條形、柱狀、蜂窩狀和球形等。在眾多形貌各異的催化劑中，成型方便、應用最廣的是圓柱形氧化鋁與球形氧化鋁。與圓柱形氧化鋁相比，球形氧化鋁具有獨特的優勢：在粒度相同的情況下，球形催化劑壓降可降低約30%；球形催化劑顆粒規整，床層氣流分布均勻，同平面溫差小，不易產生溝流；球形催化劑表面光滑，可自行滾動，裝/卸容易，裝填后床層均勻；球形催化劑機械強度高，表面光滑，耐磨性好，不易粉化。目前石油煉制與石油化工的固定床反應器中，球形催化劑幾乎可取代其他所有形狀催化劑，并顯示更優異的催化性能，很多催化反應均是因為成本的原因無法使用現有技術生產的昂貴的球形氧化鋁載體而選擇其它形狀的氧化鋁載體。

目前常用的球形氧化鋁生產方法有：噴霧造粒、滾動成型、整形造粒、油（氨）柱成型等。噴霧造粒使載體成型與干燥兩個步驟在數秒鐘內快速同時完成，但該法僅用于制備平均粒徑為幾十微米至數百微米的細小顆粒，無法制備大尺寸載體。滾動成型法是制備常規載體與吸附劑的重要方法。但該法對原料的適應性較差，只大量用于水硬性物料的成型，同時操作環境粉塵大，產品品種較少，應用有限。整形造粒法方法簡單，在制備過程中需加酸使粉體原料膠溶形成塑性體，經強制擠壓、切粒、整形制得，但該法產品粒徑不均一、球形度差，同時工藝復雜，不適合連續生產，制備過程粉塵大、損耗高。油（氨）柱成型法是目前制備低密度、大孔容、強度適中球形載體的重要方法，其基本過程為：將鋁溶膠與六亞甲基四胺溶液混合，然后滴入熱油柱或油氨柱中，由于表面張力的作用，溶膠在油相中收縮為凝膠微球，將成型后的小球，經老化、干燥、焙燒等步驟得到球形氧化鋁顆粒。油（氨）柱成型需在高溫條件（95℃）下進行，能耗高，且還存在固化速度慢、效率低的缺點；采用六次甲基四胺為凝膠劑與致孔劑時，在高溫時會產生有毒揮發性物質；對于油氨柱，由于存在油水界面，溶膠液滴經過油水界面時表層易被剝落，同時在界面處還易形成乳化層，造成粒子上浮等缺點，而且氨易揮發造成環境污染，使得油（氨）柱成型的生產成本遠高于其他成型方法。

由此可見，噴霧造粒制備產品粒徑較小；滾動成型主要應用于快脫粉成型，原料適應性差；整形造粒產品粒徑不均一、球形度差，同時工藝復雜，不適合連續生產，制備過程粉塵大，原料損耗高；油（氨）柱成型雖然能夠制得高性能的球形氧化鋁，但該工藝的高成本限制了其使用范圍。盡管球形載體具有諸多優勢，但現有成球工藝各自的缺點極大地限制了球形載體的應用范圍，很多適合采用球形載體的催化劑仍舊只能選擇價格相對低廉的擠條成型制品。因此，亟需開發一種成本低廉、原料適應性強、環境友好、操作簡單易于工業放大的新型球形載體成型技術。

制丸機在制藥行業已廣泛應用。CN2182633Y，CN1480122A，CN201379797Y，CN101485689A等報道了對制藥業常規使用的制丸機進行了改進，CN1528420A公開了一種采用制丸機制備清寧丸的方法。然而，在氧化鋁載體領域，長期以來，由于無法將氧化鋁粉體制得類似中藥藥團的可塑體，因此，至今尚無采用制丸機成型制備球形氧化鋁的報道。

為克服現有球形氧化鋁技術的一些不足之處，尋求一種具有工藝簡單，產品質量高等優點的新工藝，本發明提供了一種制備過程簡單，不需加酸膠溶，產品強度高，球形度好，粒徑均勻，孔結構保持好，熱穩定性好，成本低廉的球形氧化鋁的制備工藝。

發明內容：

本發明的目的是提供一種簡便易用的采用制丸機制備球形氧化鋁的方法。該法利用海藻酸鈉的粘結性能，添加一定的助擠劑，實現了無機載體的制丸成型，具有操作簡單，不需酸溶很好的保持孔結構，產品粒徑均一，成本低廉的特點。以解決常規方法生產過程復雜、成本高、粒徑不均一、孔結構破壞嚴重的缺點。

所用制丸機采用常規的中藥制丸設備，經捏合得到的擬薄水鋁石可塑體經擠壓通過孔板制備丸條，然后通過一對具有相對凹槽的滾輪制丸刀切割和水平向挫動，使丸條被切割成為球形并挫圓。