[发明专利]一种使用油氨柱制备球形氧化铝的方法

说明书

技术领域

本发明为一种溶胶成球方法，具体地说，是一种由油氨柱成型制备球形氧化铝的方法。

背景技术

γ-Al₂O₃具有纯度高，粒径分布范围窄，比表面积高、良好的吸附性、热稳定性和表面酸性等优良特性，被广泛用于航天航空、兵器、电子、特种陶瓷、催化剂或催化剂载体等领域。对于许多化学反应，特别是要求有一定硬度和极高纯度的反应，活性γ-Al₂O₃都是很好的催化材料。

日益苛刻的环保法规要求生产低硫、低碳的清洁油品，炼油工业目前面临多重与环境相关的挑战。对生产高辛烷值汽油、氢气和芳烃的连续重整移动床反应而言，对其生成油的硫、苯等含量则提出了更苛刻的要求，这主要取决于Pt/γ-Al₂O₃重整催化剂的研发，核心在于高纯度球形γ-Al₂O₃载体的制备。油氨柱成型是制备球形氧化铝常用的方法，具体流程为：将氢氧化铝粉用硝酸胶溶，得到一定粘度和流动性的假溶胶，在微小风压下穿过成球盘滴头，滴入上层为油层、下为氨水层的油氨柱，在油层中收缩成球，穿过油水界面进入氨水层进一步胶凝、固化，而后通过洗涤、干燥和焙烧得到成品氧化铝球。球在穿过油水界面时常常发生粘连，因此需要添加表面活性剂，使溶胶在油中成球后顺利通过此界面，同时还可以防止产品干燥后发生破碎。

表面活性剂应满足以下要求：(1)其表面张力小于溶剂表面张力；(2)有较小的溶解度；(3)在其分子上存在双重性基团；(4)不含有可使催化剂中毒的元素。常用的表面活性剂有渗透剂T、净洗剂LS、平平加等，加入要适量。用量过少，会发生连球、粘球，出现大、扁球，影响成球质量与收率。用量过多，使氨水易挥发并乳化。加入适量表面活性剂后，它们的分子在油水界面浓集起来，并定向排列，分子中疏水基团朝油层，亲水基团朝氨水层。当小球达到界面时，由于小球表面亲水性，表面活性剂分子亲水基团包围小球表面，疏水基团便朝向四周。这样小球表面由原来的亲水表面变为疏水表面，改变了小球的表面性质，使小球在油层的浆油界面张力大大降低，小球在氨水层的浆水界面张力大大增加。因此小球在界面受到向下的拉力，使得小球迅速顺利地穿过界面进入氨水层，避免粘连成团。

殷福珊等[石油化工，1982，11(1)：7-13]介绍采用三氯化铝作原料，氨水作沉淀剂，在70～75℃成胶，油氨柱成型的方法制备γ-Al₂O₃小球。文献中采用质量分数为0.5％的渗透剂T和质量分数为0.25％的净洗剂LS的表面活性剂组合来降低界面张力。而渗透剂T和净洗剂LS均为阴离子表面活性剂，含有Na离子，而Na离子是Pt/γ-Al₂O₃重整催化剂的毒物，需进一步水洗降低Na离子的含量，步骤繁琐、工艺流程复杂。

CN1204964C介绍了一种球形氧化铝的油氨柱成型方法。将氧化铝溶胶滴入由0.1～4.5mm的上层油相和10～300cm的下层电解质溶液组成的油氨柱中形成球状凝胶粒子，然后使凝胶粒子在电解质溶液中老化0.5～10h，再干燥、焙烧。该法油相中不含表面活性剂，但是该方法中油层太薄，在大规模工业生产中油无法进行循环，成本较高，难以实现工业化。

US4542113将薄水铝石或拟薄水铝石溶解在去离子水中，搅拌均匀后形成固体含量为20～40质量％的氢氧化铝悬浮液，加入稀硝酸溶液进行胶溶，而后通过油氨柱成型制备氧化铝球。该专利采用在溶胶中加入非离子表面活性剂(Alfol 610-4.5EO，Sasol North America Inc.)来降低油水界面张力。采用非离子表面活性剂取代阴离子表面活性剂，以减少后续的水洗、焙烧步骤，但是在利用非离子表面活性剂水溶液时常常出现球粘连现象，导致成球收率极低。

发明内容

本发明的目的是提供一种使用油氨柱制备球形氧化铝的方法，该法能防止成球过程中球的粘连，提高成球收率，简化后续处理步骤。

本发明提供的使用油氨柱制备球形氧化铝的方法，包括将铝溶胶和非离子表面活性剂溶液同时滴加入油氨柱内成球，所述的非离子表面活性剂溶液的溶剂为水与醇的混合物。

本发明方法采用非离子表面活性剂、醇和水配制溶液，与铝溶胶同时滴入油氨柱中成型，有效地避免了在油相中形成的球穿越油水界面的粘连，成球收率明显提高，工艺简单，易于大规模工业化生产，所用的非离子表面活性剂不含钠离子，成球后无需水洗，简化了工艺，降低了成本。

具体实施方式