[發明專利]一種水熱穩定型球形γ-Al2O3及其制備方法

無效

• 申請號: 201510218662.0
• 申請日: 2015-04-30
• 公開（公告）號: CN104891538A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 李殿卿;呂益敏;馮擁軍;唐平貴;馮俊婷
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C01F7/02
• 分類號: C01F7/02;B01J32/00;B01J35/00
• 代理公司: 北京金富邦專利事務所有限責任公司 11014
• 代理人: 揭玉斌;蔡志勇

技術領域：

本發明屬于無機功能材料制備技術領域，特別涉及一種水熱穩定性良好的球形γ-Al₂O₃及其制備方法。

背景技術：

γ-Al₂O₃具有較大的比表面積、特殊的孔結構、良好的吸附性和一定的酸性，且熱穩定性較高等特點，被廣泛用于催化劑、催化劑載體、吸附、特種陶瓷、航空航天等領域。尤其在鉑重整催化中是性能良好的催化劑載體。

球形氧化鋁用作石油化工和環境化工的催化劑載體時，通常在較高的操作溫度和有水蒸氣存在的情況下使用。目前，常用的球形氧化鋁由于制備方法和制備工藝存在缺陷，其水熱穩定性較差，在使用過程中容易發生燒結和相變，使其比表面積大幅度下降，導致催化劑不可逆失活。比如鉑重整催化反應在高溫高壓下進行，由于反應過程中會產生大量積碳，催化劑使用一段時間后需要再生以去除積碳。再生過程中生成的高溫水蒸氣會導致鉑晶粒團聚和長大，并破壞氧化鋁的微孔結構，使催化劑的穩定性降低，導致其比表面積大幅度下降而無法再次使用，造成催化劑的極大浪費，增加生產成本。所以制備水熱穩定性優異的氧化鋁載體成為相關領域研究的熱點。

近年來，許多專利采用德國Condea公司生產的擬薄水鋁石(SB粉)為原料來制備球形度好、收率高、比表面積大的球形γ-Al₂O₃。中國專利CN103011213A在SB粉中添加非離子型表面活性劑，用油氨柱法制備出球形γ-Al₂O₃，解決了成球過程中的粘連現象，提高了成球收率，但該發明需要添加較多的有機物，過程繁瑣，成本較高。中國專利CN101774615A和CN101935060A采用SB粉為原料并添加水溶性有機化合物、小分子添加劑和水制得改性鋁溶膠，經油氨柱成型得到球形γ-Al₂O₃，同樣需要添加有機物，存在成本高、工序復雜等缺點。目前國內外工業生產中所使用的鉑重整催化劑載體均為Sasol公司所制備的球形Al₂O₃，該Al₂O₃的水熱穩定性比其他公司生產的Al₂O₃存在一定優勢，但是該公司的Al₂O₃是以醇鋁水解法制備擬薄水鋁石前驅體，再經高溫煅燒得到；制備過程中產生的有機物有毒性，而且產生大量廢水，生產成本也高。其他公司制備的球形Al₂O₃載體在水熱穩定性上尚存在較大差距。

發明內容：

本發明的目的是提供一種水熱穩定型球形γ-Al₂O₃及其制備方法，該水熱穩定型球形γ-Al₂O₃水熱穩定性好，適于用作鉑重整等催化領域催化劑。

本發明所提供的水熱穩定型球形γ-Al₂O₃，比表面積為240-300m²·g^-1，機械強度為30-60N/顆；將其在溫度為600℃條件下反復水熱處理4次每次處理48小時，其比表面積仍能維持在200-280m²·g^-1，機械強度仍然能達到30-60N/顆。

本發明采用擬薄水鋁石為原料，經酸化膠溶、混合后制成具有一定粘度的擬薄水鋁石成型溶液，經油氨柱成型、老化、洗滌、干燥、焙燒后制備成球形γ-Al₂O₃。

本發明所提供的水熱穩定型球形γ-Al₂O₃的制備方法，具體步驟如下：

A.將擬薄水鋁石加入到去離子水中配制成質量固含量為20-40％的懸濁液，攪拌0.5-1h后，加入質量濃度為3-30％的酸，并使H⁺和Al³⁺的物質的量比＝0.035-0.05，控制pH在2-5之間，在80-100℃下攪拌2-6h后得到溶膠A；所述的酸是硝酸、鹽酸、硫酸中的任意一種；

B.再稱取一份擬薄水鋁石，將該擬薄水鋁石加入到去離子水中并球磨成質量固含量為20-60％的擬薄水鋁石懸濁液B，將懸濁液B和溶膠A按質量比＝0.1-1：1的比例混合，攪拌0.5-2h，制成粘度系數為0.2-0.5Pa.s且均勻無塊狀物的乳白色成型溶液；