[發(fā)明專利]一種微球氧化鋁催化劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010039786.3
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號(hào): CN111185145B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 常云峰;周杰;常旭東
• 申請（專利權(quán)）人: 岳陽慧璟新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): B01J21/04
• 分類號(hào): B01J21/04;B01J35/02;B01J35/08;B01J35/10;C10G45/60
• 代理公司: 寧波久日專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33299
• 代理人: 賴澤銀

本發(fā)明涉及一種微球氧化鋁催化劑及其制備方法和應(yīng)用，針對現(xiàn)有的微球氧化鋁制造過程的缺陷，通過物理性顆粒細(xì)化獲得中性水漿，實(shí)現(xiàn)高固含水漿制劑，從而可以提高噴霧干燥的效率，獲得更加廣泛的顆粒度控制空間和更加優(yōu)勢的微球氧化鋁催化劑。本發(fā)明通過制備一種高固含氧化鋁水基水漿且不引人任何助劑或添加劑，對其進(jìn)行噴霧干燥獲得結(jié)構(gòu)敞開且抗磨耗性能優(yōu)越的氧化鋁微球。水漿制備通過脫離子水和氧化鋁粉末的均勻混合及進(jìn)一步的均質(zhì)化，獲得特定流變性能的高固含水漿。制備的氧化鋁微球顆粒度控制范圍廣泛，無需在制劑過程中引入強(qiáng)酸或任何酸性物質(zhì)，獲得高固含水漿制劑，經(jīng)噴霧干燥后獲得球形度高、微球結(jié)構(gòu)敞開便于反應(yīng)物、產(chǎn)物分子的擴(kuò)散。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微球氧化鋁催化劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

氧化鋁是催化劑、分子篩合成原料、吸附劑、涂料、表面涂料、金屬表面拋光劑、耐高溫材料、高溫陶瓷及蜂窩體載體及磨具等領(lǐng)域的功能性材料。通常氧化鋁的應(yīng)用受到其雜質(zhì)含量的制約。對于催化劑和吸附劑領(lǐng)域，低鈉是追求的目標(biāo)，鈉含量可低到25-50ppm。鈉含量越低其功能材料應(yīng)用價(jià)值越高。

超高純氧化鋁(UHPA)一般采用醇氧基水解法或金屬鋁水解法制取。而高純氧化鋁(HPA)通常采用氫氧化鋁制備。

作為優(yōu)越和廣泛使用的催化劑載體，氧化鋁微球的應(yīng)用越發(fā)寬廣。作為石油加工處理能力最大的催化裂化(FCC)過程，F(xiàn)CC催化劑一般采用以Y-型或超穩(wěn)Y(USY)為活性組分的微球催化劑。與其相匹配的幫助FCC催化劑燒焦的助燃劑(氧化劑)則是負(fù)載少量貴金屬(如，鉑)的氧化鋁微球。正在中國廣泛推進(jìn)的煤制油(GTL)催化劑也是微球氧化鋁負(fù)載過渡金屬，如：Fe，Co或者添加少量貴金屬作為一氧化碳加氫獲得分子量適中的烴類段份。在中國普遍推廣的煤基甲醇制烯烴(MTO)過程采用以SAPO-34分子篩為活性組分的平均顆粒度為75微米的微球催化劑。同樣該過程也需要加入一定量的以微球氧化鋁為載體的載鉑催化劑助劑以提高結(jié)焦失活MTO催化劑的燒焦再生。

盡管GTL、MTO、FCC均使用微球氧化鋁催化劑，但它們的使用形式和要求差異很大。GTL是高壓固-液相反應(yīng)，溫度不超過400℃；而后兩者在催化劑再生器中的使用溫度高達(dá)600-650℃，并且是固-氣反應(yīng)。從催化劑的功能方面講，GTL是個(gè)加氫脫氧催化過程，是以金屬催化功能為主。FCC過程的助燃(氧化催化劑)催化劑則是貴金屬催化氧化實(shí)現(xiàn)結(jié)焦物質(zhì)的充分燃燒，降低一氧化碳的產(chǎn)生。MTO過程中的氧化鋁負(fù)載金屬鉑的作用同F(xiàn)CC助燃催化劑助劑。鑒于FCC結(jié)焦物種與MTO催化劑結(jié)焦物種的差異，氧化鋁微球的特性要求就不同。鑒于FCC和MTO流化程度的差異，相應(yīng)的助燃催化劑助劑的抗磨耗性能要求及助劑的顆粒度分布要求也不同。

現(xiàn)有氧化鋁微球的制造方法是通過將氧化鋁粉體進(jìn)行加酸消解制得酸化水漿，再進(jìn)行噴霧干燥獲得微球氧化鋁。中國發(fā)明專利200410155479.2，提供了一種擬薄水鋁石加硝酸消解制備噴霧干燥伽馬氧化鋁微球的方法。硝酸加量為擬薄水鋁石的2-8％。美國專利US4301033A提供了一種制取高度密度微球伽馬氧化鋁溫度方法，該工藝也加入強(qiáng)酸物質(zhì)。中國專利CN?93108631.0同樣采用加強(qiáng)酸及鋁溶膠的方法。上述過程不僅引入強(qiáng)酸物質(zhì)造成后處理的尾氣處理問題，同時(shí)，因?yàn)閺?qiáng)酸對氧化鋁表面物質(zhì)的消解作用造成氧化鋁原料的特性被改變。該過程的另一個(gè)缺陷是因?yàn)榇罅磕z體物種的產(chǎn)生造成水漿粘度過高，難以獲得高固含的水漿，從而噴霧干燥過程效率低、所獲得的微球產(chǎn)品性能受到很大的限制和制約。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述微球氧化鋁制造過程的缺陷，通過物理性顆粒細(xì)化獲得中性水漿，實(shí)現(xiàn)高固含水漿制劑，從而可以提高噴霧干燥的效率，獲得更加廣泛的顆粒度控制空間和更加優(yōu)勢的微球氧化鋁催化劑。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種微球氧化鋁催化劑的制備方法，包括以下步驟：