[发明专利]一种油柱成型工艺制备球形氧化铝的方法

说明书

本发明公开了一种油柱成型工艺制备球形氧化铝的方法，将铝溶胶与胶凝剂混合后通过分散滴管滴入热油中成型，之后经老化、洗涤、干燥、煅烧得到球形氧化铝颗粒，其特征是铝溶胶中加有拟薄水铝石粉、活性炭中的一种或多种，并将老化得到的凝胶球在硅酸钠水溶液、磷酸三钠水溶液的一种或多种中浸泡后，再洗涤、干燥、煅烧。该方法不会造成二次环境污染，所得球形氧化铝堆积密度不大于0.45g/cm³，平均抗压碎强度不低于40N，该球形氧化铝可作为催化剂或载体广泛应用于石油化工或精细化工领域。

技术领域

本发明涉及球形氧化铝的油柱成型制备方法，特别涉及油柱成型工艺制备低堆积密度高抗压碎强度球形氧化铝的方法。

背景技术

氧化铝是一种用途广泛的化学品，广泛用于石油化工行业，不仅自身可用作催化剂，还可充当载体，起到分散活性物质、提高活性组分抗烧结能力的作用。目前工业生产毫米级球形氧化铝的方法包括滚球成型法、油柱成型法和油氨柱成型法。相较于其他方法，油柱成型法生产的氧化铝球形度好、表面光滑、抗压碎强度高。

油柱成型法制备球形氧化铝时，是将一定量化学通式为Al₂(OH)_nCl_6-n的铝溶胶与六亚甲基四胺、尿素等胶凝剂混合后通过分散滴管滴入热油中，之后经老化、洗涤、干燥、煅烧得到球形氧化铝颗粒。

堆积密度和抗压碎强度是球形氧化铝两项重要的物理性质。较低的堆积密度有助于减少氧化铝用量，不仅节省成本，更重要的是可以减少废氧化铝的处理量。此外，具备较高的抗压碎强度可保证使用过程中氧化铝颗粒不破碎，从而延长使用寿命，维持设备正常运行。因此，兼具低堆积密度和高抗压碎强度的球形氧化铝有着重要的工业应用价值。

对于油柱成型法制备的球形氧化铝，工业生产中主要通过调整铝溶胶合成条件来改变堆积密度。当使用此方法将堆积密度降低至0.45g/cm³以下时，氧化铝的抗压碎强度会大幅下降至30N以下，甚至低于20N，导致使用过程中容易破碎、粉化，缩短其使用寿命，同时引起催化剂床层阻力升高，过滤器堵塞等工艺问题。

文献《球形SiO₂-Al₂O₃的制备、结构和性能》，物理化学学报，2007，23(4)：549-553中，使用阳离子交换树脂以硅酸钠溶液为原料制备硅酸溶液，之后将其加入铝溶胶，再进行油柱成型，可降低所得球形氧化铝的堆积密度并维持较高抗压碎强度。但这种方法工艺流程长，且使用后的废旧树脂以及树脂再生时所产生的废酸都会带来二次环境污染问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种油柱成型工艺制备球形氧化铝的方法，该方法不会造成二次环境污染，所得球形氧化铝堆积密度低，平均抗压碎强度高。

为达上述目的，本发明的技术方案是：一种油柱成型工艺制备球形氧化铝的方法，将铝溶胶与胶凝剂混合后通过分散滴管滴入热油中成型，之后经老化、洗涤、干燥、煅烧得到球形氧化铝颗粒，其特征是铝溶胶中加有拟薄水铝石粉、活性炭中的一种或多种，并将老化得到的凝胶球在硅酸钠水溶液、磷酸三钠水溶液的一种或多种中浸泡后，再洗涤、干燥、煅烧。

进一步地，一种油柱成型工艺制备球形氧化铝的方法，包括以下步骤：

(1)将铝粉加入盐酸水溶液中，在80℃～100℃温度下溶解制得铝溶胶。其中，铝粉纯度一般大于99％，盐酸水溶液质量分数一般为5％～20％，铝粉占铝溶胶的质量分数一般为5％～15％。

(2)向上述铝溶胶中加入拟薄水铝石粉、活性炭或二者混合物，再加入六亚甲基四胺、尿素或二者混合物所构成的溶液，搅拌均匀得混合溶液。其中，拟薄水铝石粉、活性炭或二者混合物占铝溶胶的质量分数一般为2％～10％。