[发明专利]一种氧化铝载体及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂领域，特别涉及一种α-氧化铝载体及其制备方法和应用。

背景技术

氧化铝作为吸附剂、催化剂和催化剂载体在化学工业、环保、汽车尾气处理等方面广泛使用，尤其作为催化剂载体在化学工业上得到了广泛应用。

在环保和化学工业上，由氧化铝载体制备的工业催化剂通常被使用在连续流动的气-固、液-固或气-液-固多相体系中。为满足一定的使用要求，氧化铝载体通常被加工为球形、圆柱形、三叶草状条形、拉西环形、多孔蜂窝状或齿轮形，并要求具有一定的机械强度、比表面积和孔结构。大的比表面积有利于提高催化剂的活性，高的机械强度是为了长期使用，适当的孔结构有利于提高并行或串行反应体系中目标产物的选择性。

α-氧化铝载体的制备方法大体可分为三种：(1)采用拟薄水铝石为主要原料制备；(2)以α‐三水氧化铝(又称α‐三水铝石(Gibssite)和/或湃铝石(Bayerite)为主要原料，采用拟薄水铝石或铝溶胶作为黏结剂制备；(3)以烧结的α‐氧化铝为主要原料制备。为调变载体和催化剂的性能，载体制备中通常还可能添加可燃性含碳材料、矿化剂、成型助剂等其他助剂。

氧化铝厂从铝土矿提取氧化铝，一般通过拜耳法或烧结法容易制备得到α-三水铝石。相对拟薄水铝石，α-三水氧化铝的来源广，售价较低，所以从经济性考虑，采用α-三水铝石具有较大的成本优势。但在采用α-三水铝石制备氧化铝载体时，通常要加拟薄水铝石或其的溶胶作为黏结剂，否则难以成型。对拟薄水铝石，通过常要求其具有较高的酸胶溶指数(一般要求高于90％)。一般认为，在以α-三水铝石为主要原料制备氧化铝载体，尤其是α-氧化铝时，拟薄水铝石(或铝溶胶)的添加是不可缺少的；薄水铝石晶粒尺寸大(一般大于50nm)，不能很好的胶溶(酸胶溶指数多低于20％)，因此现有技术通常认为不能用以代替拟薄水铝石。

不同于现有技术，本发明报道了一种采用廉价的α-三水铝石和低胶溶指数的薄水铝石制备氧化铝载体的方法，所得载体具有较高的吸水率。

发明内容

为了获得性能更优良的α-氧化铝载体，本发明之一提供了一种不同于现有技术中的制备α-氧化铝载体的制备方法：

I)制备包含如下组分的总混合物：

组分(a)：基于所述总混合物总重量的10-80％的粒度小于等于150目的α-三水铝石，优选基于所述总混合物总重量的10-70％的150-250目的α-三水铝石；

组分(b)：基于所述总混合物总重量的20-90％的粒度小于150目的薄水铝石，优选基于所述总混合物总重量的30-85％的粒度小于等于150目的薄水铝石；

组分(c)：基于所述总混合物总重量的0-3.0％的氟化物；

组分(d)：以碱土金属元素计，基于所述总混合物总重量的0-2.0％的碱土金属化合物；

组分(e)：以硅元素计，基于所述总混合物总重量的0-3.0％的含硅化合物；

组分(f)：基于所述总混合物总重量的10-40％的粘结剂和水的混合物；

II)将步骤I)中得到的混合物捏合均匀并成型；

III)干燥步骤II)所得产物，然后焙烧，得到所述氧化铝载体。

采用上述方法制备的氧化铝载体具有良好的强度和比表面积等物性。

在一个具体实施例中，组分(a)还包括过渡相氧化铝。

在一个具体实施例中，组分(b)还包括拟薄水铝石和/或铝溶胶。

在一个具体实施例中，所述氟化物为金属氟化物和/或氟化铵。

在一个具体实施例中，所述碱土金属选自镁、钙、锶和钡的化合物中的至少一种，优选自锶和/或钡的化合物。

在一个具体实施例中，所述氟化物的用量为基于所述总混合物总重量的1.0-3.0％。

在一个具体实施例中，所述碱土金属化合物的用量，以碱土金属元素计，为基于所述总混合物总重量的0.1-1.0％。

在一个具体实施例中，以硅元素计，所述总混合物中含有基于总混合物总重量的0.02-1.0％的含硅化合物；所述含硅化合物包括硅溶胶、粒径小于100nm的干硅胶和碱土金属硅酸盐中的至少一种。

在一个具体实施例中，粘结剂包括乙酸、盐酸、硝酸、硫酸的水溶液和水中的至少一种。

在一个具体实施例中，所述总混合物还含有基于总混合物总重量的1-20％的含碳材料；优选地，所述含碳材料包括石油焦、石墨、碳粉、聚乙烯和凡士林中的至少一种。