[发明专利]一种镁铝尖晶石载体及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种镁铝尖晶石载体及其制备方法和用途，属于煤化工领域。

背景技术

镁铝尖晶石（MgAl₂O₄）具有高热稳定性、高机械强度和硬度，且具有良好的耐蚀性、耐磨性和低热膨胀系数的优点，同时由于镁铝尖晶石兼具碱性和酸性两种活性中心的独特表面性质，使其在化学反应中被广泛地用作催化剂和催化剂载体。

现有技术中，中国专利文献CN1528658A公开了一种基于镁铝尖晶石载体的一氧化碳变换催化剂，所述催化剂的化学组成为MoO₃，7-10wt%；CoO，1-3.5wt%；余量为镁铝尖晶石载体。其中，所述镁铝尖晶石载体的制备方法为：首先，按轻质氧化镁与氧化铝摩尔比为1:1称取轻质氧化镁和多孔性含水无定型氧化铝，置于混捏机中，加入酸水溶液进行混合和捏压，形成可塑体，其中所述酸水溶液为硝酸、甲酸或者醋酸中的一种或其混合物；然后，将所述可塑体放置在挤条机上进行挤压，形成条形物；再将所述条形物在80-150℃下烘干4-6h后，将烘干的条形物在700-900℃条件下焙烧2-4h，即得到所述镁铝尖晶石载体。利用上述方法制备得到的所述催化剂载体具有较为完善的尖晶石结构。

然而，在上述技术中，由于镁铝尖晶石相的结晶温度较高，因此在焙烧过程中必须要将温度升至700-900℃，才能保证制得的镁铝尖晶石载体具有良好的结晶度，从而得到较为完善的晶体结构，但是，焙烧的温度越高，制得的镁铝尖晶石载体的高温烧结就越严重，因此上述技术中在700℃以上的高温条件下焙烧必然会导致所述镁铝尖晶石载体产生烧结现象，从而导致所述镁铝尖晶石载体的比表面积降低，进而影响所述催化剂的催化活性。可见，现有技术还无法解决镁铝尖晶石载体高比表面积和高结晶度之间的矛盾。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术在焙烧过程中必须要将温度升至700-900℃，才能保证制得的镁铝尖晶石载体具有良好的结晶度，但是，在700℃以上的高温条件下焙烧必然会导致所述镁铝尖晶石载体产生严重的烧结现象，从而导致所述镁铝尖晶石载体的比表面积降低，进而影响所述催化剂的催化活性的问题。从而提供一种在低温焙烧下也能具有高结晶度的镁铝尖晶石载体及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种镁铝尖晶石载体，至少由如下原料制备得到：     

    铝源和镁源，所述铝源和镁源的摩尔比按MgO/Al₂O₃计为0.3-1.5；

    无机添加剂，所述无机添加剂为磷化合物、硼化合物、硅化合物中的一种或者多种，所述无机添加剂的用量为原料总量的0.01-15wt%；

    其中，所述磷化合物为多聚磷酸、正磷酸、磷酸盐中的一种或者多种；所述硼化合物为三氧化二硼、硼酸、硼酸三甲酯、硼酸三乙酯、硼酸三丙酯中的一种或者多种；所述硅化合物为二氧化硅粉、硅酸、硅酸钠中的一种或者多种。

所述无机添加剂为磷化合物和硼化合物和硅化合物的混合物。

所述磷化合物和硼化合物和硅化合物的摩尔比以P:B:Si计为1:1-1.2:0.8-2。

所述二氧化硅粉的细度为100-500目。

所述无机添加剂的用量为原料总量的0.5-8wt%。

所述铝源为拟薄水铝石粉、Al₂O₃、Al₂O₃·H₂O、Al₂O₃·3H₂O、硝酸铝中的一种或多种。

所述镁源为碱式碳酸镁、Mg(OH)₂、轻质MgO中的一种或者多种。

所述原料还包括占原料总量0.5-8wt%的有机成型剂，所述有机成型剂为田菁粉、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、甘油中的一种或者多种。

所述的镁铝尖晶石载体的制备方法为：

（1）将特定量的镁源和铝源与酸性水溶液进行混捏；

（2）向混捏后的混合物中添加特定量的无机添加剂或依次添加特定量的无机添加剂和有机成型剂，混捏均匀后进行挤条；

（3）对步骤（2）中得到的挤条产品进行干燥；

（4）对步骤（3）中得到的产品进行焙烧，所述焙烧温度为400-600℃，焙烧时间为0.5-15h。

所述步骤（3）中的干燥温度为80-120℃，干燥时间为0.5-8h。