一種球形氧化鋁的成型方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種球形氧化鋁的成型方法，特征在于：在鋁膠中加入海藻酸鹽溶液，攪拌形成混懸漿料，再將混懸漿料滴入到多價金屬陽離子溶液中形成球狀復合凝膠顆粒，取出凝膠顆粒，進行干燥、焙燒得到球形氧化鋁產品。該法成型速度快、效率高、產品球形度好、強度高、制備過程無污染等優(yōu)勢，而且操作步驟簡單可行，容易實現工業(yè)化生產。本技術制備的球形氧化鋁可作為催化劑載體，適用于固定床及移動床反應器。
【專利說明】一種球形氧化鋁的成型方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及催化劑載體【技術領域】，具體為一種球形氧化鋁的成型方法，尤其是一種利用海藻酸的溶膠凝膠性能采用水柱成型制備球形氧化鋁顆粒的成型方法。

【背景技術】
[0002]氧化鋁因其特殊的孔結構、表面性質和良好的穩(wěn)定性在催化領域被廣泛用作催化劑載體。其中球形氧化鋁以其良好的滾動性、較高的強度、較低的磨耗使其在固定床及移動床反應器中被廣泛使用。
[0003]目前工業(yè)上制備球形氧化鋁最常用的方法為滾動成型法、噴霧造粒法和油氨柱法，其中滾動成型法生產過程粉塵大，產品磨耗高、粒徑偏差大，一般用作常規(guī)載體和惰性瓷球，適用于固定床反應器；噴霧造粒法制備的氧化鋁粒徑一般小于200 μπι，主要用于流化床反應器；油氨柱法制備的產品粒徑均勻、球形度好、強度高且磨耗低，產品粒徑一般在I?3_，可用于固定床和移動床反應器，但是生產過程會有刺激性氣體氨排出，而且需要長時間的老化過程，其工藝復雜、能耗高、效率低，最終造成生產成本高昂。
[0004]水柱成型是最近才提出的一種球形顆粒成型方法，它利用海藻酸的快速溶膠凝膠性能和形成凝膠時的三維網狀結構所具有的包埋性能，在水柱中進行球形顆粒的制備，與傳統(tǒng)的滾動成球法和油氨柱法相比，這種成型方法具有成型速度快、效率高、成本低、制備過程無污染等優(yōu)勢。
[0005]CN102718241A公開了一種海藻酸輔助成型法制備球形氧化鋁的方法，該法將海藻酸鈉-擬薄水鋁石混懸液滴入到鋁、鈣、鋇、銅、鋅、錳或鈷離子的水溶液中成型，成型后或成型過程中在pHl?4的水溶液中處理10?120分鐘以增加產品的機械強度，之后經干燥、焙燒制得球形氧化鋁，但孔容普遍較低。
[0006]CN103864123A公開了一種球形氧化鋁的水柱成型方法，包括:將擬薄水鋁石、可溶性海藻酸鹽水溶液配成混懸漿料，然后滴入到多價金屬陽離子水溶液中，形成擬薄水鋁石-海藻酸凝膠小球；將凝膠小球進行酸處理，濕熱處理、化學擴孔處理；最后進行干燥、焙燒，制得孔結構良好的球形氧化鋁。但這種方法在成型與干燥步驟之間還需要進行酸處理等一系列步驟，這種處理:延長了工序，對連續(xù)化生產帶了很大影響，最終影響了生產效率、提高了生產成本；同時酸處理過程實際是一種擬薄水鋁石在酸性環(huán)境下發(fā)生原位溶膠-凝膠反應過程，過程中由于酸的濃度梯度容易造成內部反應程度不一致，最終使產品的強度、孔結構及酸分布波動較大。


【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明目的是提供一種簡便的球形氧化鋁成型方法，以解決技術背景中所述方法工藝復雜、生產成本高、產品質量不穩(wěn)定等問題。
[0008]本發(fā)明為一種球形氧化鋁的成型方法，其特征在于:將鋁膠與海藻酸鹽溶液混合均勻，制成混懸漿料；將混懸漿料滴入到多價金屬陽離子溶液中形成球狀復合凝膠顆粒；取出凝膠顆粒，進行干燥、焙燒得到球形氧化鋁產品；
[0009]其中:所述鋁膠是氧化鋁水凝膠或納米氧化鋁溶膠；所述氧化鋁水凝膠優(yōu)選為由堿金屬鋁酸鹽與酸反應、鋁鹽或酸性鋁溶膠與堿反應、鋁汞齊水解反應或醇鋁水解反應制備的無定型凝膠；
[0010]所述混懸漿料中氧化鋁重量含量為5?25%、海藻酸鹽含量為0.3?5% ;
[0011]所述海藻酸鹽為海藻酸鈉、海藻酸鉀、海藻酸鎂、海藻酸銨中的一種或多種；
[0012]所述多價金屬陽離子溶液為0.lmol/L?飽和濃度的鋁、鋅、媽、銅、鐵、亞鐵、鈷、錳或鎳離子的鹽溶液，優(yōu)選0.2?lmol/L的鋁、鋅、鈣或銅離子鹽溶液。
[0013]上述技術方案中所述干燥溫度優(yōu)選80?120°C，焙燒溫度優(yōu)選450?800 °C。
[0014]本發(fā)明方法與現有技術相比，其有益效果為:
[0015]①以鋁膠為鋁源，采用水柱成型法進行成型，由于鋁膠自身具有良好的粘結性能，成型后無需進行現有水柱工藝中所普遍采用的酸處理步驟，大幅縮短了生產工藝步驟，易于實現工業(yè)化連續(xù)生產；
[0016]②由于未進行酸處理等步驟，產品中酸分布均勻一致，因此產品的質量更加穩(wěn)定、均勻。

【具體實施方式】
[0017]下面結合具體實施例對本發(fā)明球形氧化鋁的成型法作進一步說明，但并不因此而限制本發(fā)明。
[0018]實施例1
[0019]室溫下以15%硝酸為底液，攪拌下逐漸加入以氧化鋁計重量固含量為10?20%的偏鋁酸鈉溶液進行反應，控制終點pH為6?8.5，反應后直接進行板框過濾、除雜，得到干基含量為15?30重％的氧化鋁水凝膠。
[0020]實施例2
[0021]取450g按實施例1制備的干基含量為20%氧化鋁水凝膠，緩慢加入10g濃度為3重％的海藻酸鈉溶液，高速攪拌均勻制成混懸漿料；將混懸漿料滴入到鋁離子濃度為lmol/L的硝酸鋁溶液中形成復合凝膠顆粒；取出凝膠顆粒，120°C干燥10小時、550°C焙燒4小時得到球形氧化鋁產品。
[0022]對產品進行分析表征:粒徑:2.0±0.05mm;平均強度:95N/顆；90%強度分布:90 ?100N/ 顆；孔容:0.55ml/g ;比表面積:235m2/g。
[0023]實施例3
[0024]按實施例1制備干基含量為20%的氧化鋁水凝膠450g ;緩慢加入400g濃度為3重％的海藻酸銨溶液，高速攪拌均勻制成混懸漿料；將混懸漿料滴入到鋁離子濃度為0.3mol/L的硝酸鋁溶液中形成復合凝膠顆粒；取出凝膠顆粒，120°C干燥10小時、550°C焙燒4小時得到球形氧化鋁產品。
[0025]對產品進行分析表征:粒徑:1.75±0.05mm ;平均強度:115N/顆；90%強度分布:110 ?120N/ 顆；孔容:0.60ml/g ;比表面積:233m2/g。
[0026]實施例4
[0027]取氧化鋁溶膠500g(杭州萬景新材料有限公司生產，型號JR14W-1，氧化鋁含量30% )加入10g去離子水分散；緩慢加入300g濃度為3重％的海藻酸鈉溶液，攪拌均勻制成混懸漿料；將混懸漿料滴入到鋁離子濃度為0.5mol/L的硝酸鋁溶液中形成復合凝膠顆粒；取出凝膠顆粒，120°C干燥10小時、550°C焙燒4小時得到球形氧化鋁產品。
[0028]對產品進行分析表征:粒徑:1.9±0.05mm;平均強度:90N/顆；90%強度分布:85 ?95N/ 顆；孔容:0.73ml/g ；比表面積:240m2/g。
【權利要求】
1.一種球形氧化鋁的成型方法，其特征在于:將鋁膠與海藻酸鹽溶液混合均勻，制成混懸漿料；將混懸漿料滴入到多價金屬陽離子溶液中形成球狀復合凝膠顆粒；取出凝膠顆粒，進行干燥、焙燒得到球形氧化鋁產品； 其中:所述鋁膠是氧化鋁水凝膠或納米氧化鋁溶膠； 所述混懸楽料中氧化銷重量含量為5?25%、海藻酸鹽含量為0.3?5% ； 所述海藻酸鹽為海藻酸鈉、海藻酸鉀、海藻酸鎂、海藻酸銨中的一種或多種； 所述多價金屬陽離子溶液為0.lmol/L?飽和濃度的鋁、鋅、鈣、銅、鐵、亞鐵、鈷、錳或鎳離子的鹽溶液。
2.按照權利要求1所述方法，其特征在于所述氧化鋁水凝膠是由堿金屬鋁酸鹽與酸反應、鋁鹽或酸性鋁溶膠與堿反應、鋁汞齊水解反應或醇鋁水解反應制備的無定型凝膠。
3.按照權利要求1所述方法，其特征在于所述多價金屬陽離子溶液為0.2?lmol/L的鋁、鋅、鈣或銅離子鹽溶液。
4.按照權利要求1所述方法，其特征在于所述干燥溫度為80?120°C，焙燒溫度為.450 ?800。。。
【文檔編號】C01F7/02GK104477953SQ201410645314
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月12日 優(yōu)先權日:2014年11月12日
【發(fā)明者】李曉云, 楊文建, 孟廣瑩, 于海斌, 孫彥民, 王康, 姜雪丹, 張健, 馬月謙, 周鵬, 謝獻娜 申請人: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(fā)展股份有限公司, 天津大學