[发明专利]含Mg－AI－Si的结晶粘土的耐磨成型体

说明书

本发明涉及含Mg-Al-Si的结晶粘土的成型体及其制备方法、这类结晶粘土的例子包括蒙脱土，例如皂石和蒙脱石。含Mg-Al-Si的结晶粘土在催化剂领域有一些应用以及用作吸附剂。对于大多数商业应用来说，将结晶粘土制成成型体，例如球体。在所有这些成型体暴露到苛刻工艺条件和环境的应用中。例如石油炼制应用、分离、纯化和吸附工艺中，最重要的是保持含Mg-Al-Si的结晶粘土的成型体的完整性不变和防止磨损。

在现有技术中，为了制得耐磨的成型体，通常将含Mg-Al-Si的结晶粘土加到粘合剂或基质材料中。通常使用的粘合剂或基质材料为由氧化铝前体制备的氧化铝，例如羟基氯化铝、可溶性铝盐和酸分散的拟勃姆石、氧化硅(例如硅溶胶)、硅酸盐、氧化硅-氧化铝共凝胶及其组合。

但是，当含Mg-Al-Si的结晶粘土埋在基质中时，最后在生成的成型体中的活性结晶粘土的数量相对较少。有一些应用由于性能原因，希望成型体由活性结晶粘土或主要由活性结晶粘土组成。同样，通过将含Mg-Al-Si的结晶粘土加到基质材料中，可能严重损害结晶粘土的物理性质，例如比表面积、孔径分布等。此外，还难以控制结晶粘土在基质中的分布。必需使用基质来制得耐磨成型体的另一缺点是，最常用的基质/粘合剂材料都具有一些化学活性，在某些应用中它们可能引起不希望的副反应。例如，在FCC催化剂和添加剂中最常用的粘合剂材料之一为氧化硅或以氧化硅为基础的材料。这类粘合剂不适用于硫氧化物脱除添加剂，因为它们损害硫的脱除。

本发明提供含Mg-Al-Si的结晶粘土的耐磨成型体，其中不必有高含量的粘合剂。事实上，提供可不含粘合剂的含Mg-Al-Si的结晶粘土的成型体。在本发明含Mg-Al-Si的结晶粘土的成型体中结晶粘土的分布易于控制，正如在本说明书中进一步说明的。在本说明书中，术语“结晶粘土”指具有特定类型合成粘土的X射线衍射图的粘土。

本发明涉及一种由含有铝源、镁源和硅源的原料源制备含Mg-Al-Si的结晶粘土的成型体的方法，所述的方法包括以下步骤：

a)制备前体混合物，

b)使前体混合物成型，制成成型体，

c)任选热处理成型体，以及

d)老化，制得含Mg-Al-Si的结晶粘土的成型体。

本发明的实质是，在成型以后形成含Mg-Al-Si的结晶粘土。它制得很耐磨的成型体，而不需要加入粘合剂材料。由铝源、镁源和硅源制成结晶粘土，通常形成皂石或蒙脱石。

成型体可按不同的方法来制备。在本发明一优选的实施方案中，将铝源、镁源和硅源混合在一浆液中，形成前体混合物。随后，将所述的前体混合物成型。任选在热处理以后，将制得的成型体在液体中老化，以便制得含Mg-Al-Si的结晶粘土的成型体。也可仅由一种或两种原料源制成前体混合物，例如铝源和/或镁源和/或硅源，使它成型，然后在任何一随后的工艺步骤中将一种多种另外的其他原料源加到成型体中。在老化步骤过程中，将各种原料源反应。生成含Mg-Al-Si的结晶粘土的成型体。当然，也可使用上述两个制备方法的组合，例如加入铝源和镁源制成前体混合物，成型成成型体，然后使成型体在含硅源的液体中老化，制成含皂石或蒙脱石的成型体。