[发明专利]一种氧化铝－氧化钛双组分的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化钛-氧化铝(Ti-Al)双组分的制备，更具体地说，涉及到一种可用作催化剂及催化剂担体的廉价高分散氧化钛-氧化铝(Ti-Al)双组分的制备。

背景技术

Ti-Al双组分及其制备方法已有许多报道。一方面Ti-Al双组分常用作石油化工烃类加氢精制催化剂中的担体；另一方面Ti-Al双组分还可直接用于克劳氏(Claus)催化剂工艺之中。

传统的Ti-Al双组分采用氧化铝干胶与氧化钛的混合物再加适量胶溶剂和水充分混合后经成型、干燥、焙烧制得。如欧洲专利公开说明书(公开号0,199,399)中公开了用Ti-Al双组分作催化剂担体的制法，该Ti-Al双组分的制法是将一定比例的氧化铝、氧化钛、乙酸和水加在一起混捏挤压成型，再高温焙烧制得。该Ti-Al双组分的特点是催化剂初活性高，但氧化钛分散度、机械强度和寿命并不理想。还有一些是利用γ-Al₂O₃为骨架，浸渍钛盐的酸性溶液[如TiCl₄、Ti(SO₄)₂等]，随后经水解加热分解钛盐成氧化钛。尽管这种方法在提高载体的比表面积方面大有好处，但要制备高含量钛(大于5wt％)的Ti-Al双组分却有一定难度，其原因是大部分氧化钛转化成非活性的、分散度较差的晶相为金红石的氧化钛，因而催化剂要维持其高活性的寿命较短。其它例子是用可溶于水的钛盐与偏铝酸钠溶液共沉淀制得Ti-Al双组分。如欧洲专利公开说明书(公开号0,339,640)中公开了用三氯化钛或硫酸氧钛或二氯氧钛与偏铝酸钠溶液共沉淀法制备Ti-Al双组分。用该Ti-Al双组分为催化剂的CS₂的Claus转化工艺具有活性高、稳定性高及抗硫性强等优点。但该催化剂也有待改进的地方。

1、它的钛源价格较高，它并未采用价格相对低廉纯度高的四氯化钛作为钛源，其原因是四氯化钛与水反应太剧烈，难以控制其反应速度。2、采用钛盐与偏铝酸钠溶液反应较采用钛铝混合溶液与偏铝酸钠溶液反应，在单位时间、单位体积内生成的钛铝担体的量较少，工业生产成本较高。3、Ti-Al组分的比表面积还需要进一步提高。

发明内容

本发明的目的正是为了解决上述三方面问题。提供一种制备方法简单、原料易得、比表面积大的Ti-Al组分的制备方法。

本发明中利用价格相对低廉纯度高的四氯化钛作为钛源，与可溶性铝盐晶体混合，将四氯化钛吸附到可溶性铝盐晶体上，这样可以避免四氯化钛与水反应太剧烈，从而达到控制反应速度的目的。另一方面，利用钛铝溶液与偏铝酸钠溶液共沉淀，可以大大提高单位时间、单位体积内生成的Ti-Al双组分的量，从而大大降低生产成本。最后，采用该方法制备的相同氧化钛含量的Ti-Al双组分的比表面积得到了较大的提高。

按照本方法所生产的Ti-Al双组分，其生产成本较按上述欧洲专利公开说明书(公开号0,339,640)中所述方法生产Ti-Al双组分的成本低30％以上。相同氧化钛含量的Ti-Al双组分的比表面积可提高20％以上。

本发明Ti-Al双组分的制备方法如下：

1、钛铝溶液的制备：将可溶性钛盐与可溶于水的铝盐结晶体按重量比5×10^-3～0.7，其中可溶于水的铝盐结晶体最好是氯化铝、硫酸铝或硝酸铝等，可溶性钛盐最好为TiCl₄，然后逐步滴加去离子水，在搅拌下溶解，滤去不溶物，得到钛铝溶液。

2、偏铝酸钠溶液的制备：将偏铝酸钠固体溶于水中，搅拌溶解，滤去不溶物，得到浓度为1wt％～20wt％的偏铝酸钠溶液。

3、在搅拌下，将上述钛铝溶液和偏铝酸钠溶液在反应温度为20℃～70℃并流共沉淀，在该反应温度下反应1～3小时，用氨水调节pH值至8.5～10，放置过夜，抽滤、洗涤，打浆后在80℃～150℃喷雾干燥2～8小时，得到Ti-Al干燥样。用氮吸附(BET)法测得该Ti-Al干燥样的比表面积为200～450m²/g，用氮吸附法测得总孔容为0.1～1.5ml/g，平均孔径为2～13nm。