CN110255593A - 一种低成本制备高结晶度、高胶黏性拟薄水铝石的方法 - Google Patents

一种低成本制备高结晶度、高胶黏性拟薄水铝石的方法 Download PDF

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梁清延
高宏
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Abstract

本发明公开了一种低成本制备高结晶度、高胶黏性拟薄水铝石的方法：(1)将2N‑4N的工业废铝原料与醇在氯化汞或氯化铝催化作用下反应得到铝醇盐，所得铝醇盐蒸馏提纯6‑24h，将提纯后所得铝醇盐与醇溶液混合，水解，获得水解完全的拟薄水铝石湿品；(2)加水，在50‑60℃下洗涤，不断搅拌，添加助剂，陈化，即得高结晶度、高胶黏性的拟薄水铝石。本发明方法采用较低纯度的废铝制品，制备成本低，节能环保，生产的拟薄水铝石纯度达到99.9‑99.95％，满足催化行业对于拟薄水铝石的需求，同时本工艺可以回收90‑95％的醇，大幅降低成本。

Description

一种低成本制备高结晶度、高胶黏性拟薄水铝石的方法
技术领域
本发明涉及一种制备拟薄水铝石的方法，特别涉及一种低成本制备高结晶度、高胶黏性拟薄水铝石的方法。
背景技术
拟薄水铝石又名一水合氧化铝，是一种重要的催化剂原材料，在石化领域如催化裂化、加氢、重整等方面应用广泛。拟薄水铝石除了本身是一种重要催化剂载体外，同时还是制作其他多种催化剂的主要胶粘剂，有着不可忽视的作用。
拟薄水铝石大孔容可以直接做催化剂载体使用，小孔容可以作为催化剂载体的胶黏剂，国外以德国Sasol公司为代表的醇铝法所生产的拟薄水铝石，具有胶溶指数可达99％，溶胶-凝胶过程快、触变性好的特点，因此在催化剂领域用作胶粘剂的市场可谓一家独大。目前，国内也有厂家采用醇铝法制备拟薄水铝石产品。但存在两个问题，一是采用高纯铝锭反应，制备的拟薄水铝石成本高，制备成本基本达到市场售价，很难推广；二是生产的拟薄水铝石产品结晶度低，遇酸触变时间长，成胶指数低，有的甚至含有三铝杂项，品质不高。因此，目前亟需一种低成本制备高结晶度、高胶黏性拟薄水铝石的方法。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明针对上述技术问题，发明一种制备拟薄水铝石的方法，采用原材料简单、多样，还可利用可回收废弃的电子铝箔制品等高纯铝制品通过本发明制备得到一种成本低，制备得到高结晶度、高胶黏性的拟薄水铝石的方法。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
一种低成本制备高结晶度、高胶黏性拟薄水铝石的方法，包含以下操作步骤：
(1)将2N-4N的工业废铝原料与醇在氯化汞或氯化铝催化作用下反应得到铝醇盐，所得铝醇盐蒸馏提纯6-24h，过滤除去废渣，将过滤好的铝醇盐移至醇盐水解反应釜中，将提纯后所得铝醇盐与醇溶液混合，水解，获得含水75-95％的醇溶液和最终水解完全的拟薄水铝石湿品；
(2)向步骤(1)得到的拟薄水铝石湿品中加水，在50-60℃下超声洗涤，不断搅拌，添加0.3-1％的助剂，并在60-240℃下陈化2-24h，即得高结晶度、高胶黏性的拟薄水铝石。
优选的是，步骤(1)中所述的工业废铝原料为废电子铝箔、工业用的废铝边料制成1-5mm大小的铝片、铝粒、铝块中的一种，并用去离子水超声清洗去除污迹，完全干燥。
优选的是，步骤(1)中所述的醇为异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇或正己醇中的一种。
优选的是，步骤(1)中所述的反应为80-90℃下反应6-10h。
优选的是，步骤(1)中所述的水解为50-90℃水解4-12h。
优选的是，步骤(1)中所述铝醇盐在150-200℃下蒸馏提纯6-24h，过滤除去其他杂质。
优选的是，步骤(1)中按照铝醇盐：醇溶液＝1:15-55摩尔比向铝醇盐中加醇溶液混合，水解；所述的醇溶液为水与醇按摩尔比是1:1-6混合而得，所述的醇为异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇中的一种。
优选的是，步骤(2)中所述的助剂为硝酸、盐酸、柠檬酸、冰醋酸、双氧水、水玻璃、硅酸盐、油酸、尿素、氨、月桂醇、聚四氟乙酯、硅烷类或十二烷脂类的一种或者两类混合物。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明方法采用较低纯度的废铝制品，制备成本低，节能环保，生产的拟薄水铝石纯度达到99.9-99.95％，满足催化行业对于拟薄水铝石的需求，同时本工艺可以回收90-95％的醇，大幅降低成本；本发明制备的拟薄水铝石达到良好的纳米颗粒、75％以上的结晶度，98％以上的成胶性，使产品极具性价比；本发明方法成本低，制备得到高结晶度、高胶黏性的拟薄水铝石，流程简洁、易操作。
具体实施方式
下面结合具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
实施例1
一种低成本制备高结晶度、高胶黏性拟薄水铝石的方法，操作步骤如下：
(1)3N废电子铝箔制成1-5mm大小的铝片，并用去离子超声水清洗去除污迹，完全干燥，然后将150g干燥后所得铝片与1000g异丙醇放入5L反应器中，在氯化汞催化下88℃下反应6h得到异丙醇铝醇盐，所得异丙醇铝醇盐转入3L容器中，在180℃下蒸馏提纯10h，过滤除去废渣得到提纯后的异丙醇铝醇盐，移至醇盐水解反应釜中，按照异丙醇铝醇盐：醇溶液＝1:15-20摩尔比向异丙醇铝醇盐中加醇溶液混合(醇溶液为去离子水与异丙醇的摩尔比是1：1混合所得)，60℃水解8h，获得含水95％的醇溶液和最终水解完全的拟薄水铝石湿品；
(2)向步骤(1)得到的拟薄水铝石湿品中加去离子水在50-60℃下超声洗涤，不断搅拌，添加加入的拟薄水铝石湿品质量0.5％的助剂硝酸，并在180-200℃下陈化8h，即得高结晶度、高胶黏性的拟薄水铝石；所得拟薄水铝石的Al2O3含量为73-77％，纯度为99.9-99.99％，比表面积为280-340m2/g，孔容为0.8-1.2cc/g，胶溶指数达到98％以上。
实施例2
一种低成本制备高结晶度、高胶黏性拟薄水铝石的方法，操作步骤如下：
(1)4N工业用的废铝边料制成1-5mm大小的铝块，并用去离子水超声清洗去除污迹，完全干燥，然后将150g干燥后所得铝块与1000g正丁醇放入5L反应器中，在氯化铝催化下90℃下反应6h得到正丁醇铝醇盐，所得正丁醇铝醇盐转入3L容器中，在160℃下蒸馏提纯8h，过滤除去废渣得到提纯后的正丁醇铝醇盐，移至醇盐水解反应釜中，按照正丁醇铝醇盐：醇溶液＝1:55摩尔比向正丁醇铝醇盐中加醇溶液混合(醇溶液为去离子水与正丁醇的摩尔比是1：6混合所得)水解，75℃水解12h，获得含水80％的醇溶液和最终水解完全的拟薄水铝石湿品；
(2)向步骤(1)得到的拟薄水铝石湿品中加去离子水在50-60℃下超声洗涤，不断搅拌，添加加入的拟薄水铝石湿品质量0.3％的助剂柠檬酸，并在80-100℃℃下陈化12h，即得高结晶度、高胶黏性的拟薄水铝石；所得拟薄水铝石的Al2O3含量为75-80％，纯度为99.5-99.97％，比表面积为260-280m2/g，孔容为0.4-0.6cc/g，胶溶指数达到98％以上。
实施例3
一种低成本制备高结晶度、高胶黏性拟薄水铝石的方法，操作步骤如下：
(1)2N废铝电子铝箔制成1-5mm大小的铝粒，并用去离子超声水清洗去除污迹，完全干燥，然后将150g干燥后所得铝片与1000g异戊醇放入5L反应器中，在氯化汞催化下80℃下反应10h得到异戊醇铝醇盐，所得异戊醇铝醇盐转入3L容器中，在200℃下蒸馏提纯1h，过滤除去废渣得到提纯后的异戊醇铝醇盐，移至改进过的醇盐水解反应釜中，按照异戊醇铝醇盐：醇溶液＝1:15-20摩尔比向异戊醇铝醇盐中加醇溶液混合(醇溶液为去离子水与异戊醇的摩尔比是1：3混合所得)90℃水解10h，获得含水77％的醇溶液和最终水解完全的拟薄水铝石湿品；
(2)向步骤(1)得到的拟薄水铝石湿品中加去离子水在50-60℃下超声洗涤，不断搅拌，添加加入的拟薄水铝石湿品质量1％的助剂盐酸，并在200-220℃下陈化4h，即得高结晶度、高胶黏性的拟薄水铝石，所得拟薄水铝石的Al2O3含量为70-72％，纯度为99.5-99.94％，比表面积为250-280m2/g，孔容为0.5-0.6cc/g，胶溶指数达到97％以上。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (8)

1.一种低成本制备高结晶度、高胶黏性拟薄水铝石的方法，其特征在于，包含以下操作步骤：
(1)将2N-4N的工业废铝原料与醇在氯化汞或氯化铝催化作用下反应得到铝醇盐，所得铝醇盐蒸馏提纯6-24h，将提纯后所得铝醇盐与醇溶液混合，水解，获得水解完全的拟薄水铝石湿品；
(2)向步骤(1)得到的拟薄水铝石湿品中加水，在50-60℃下洗涤，不断搅拌，添加0.3-1％的助剂，并在60-240℃下陈化2-24h，即得高结晶度、高胶黏性的拟薄水铝石。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的工业废铝原料为废电子铝箔、工业用的废铝边料制成1-5mm大小的铝片、铝粒、铝块中的一种，并用水清洗去除污迹，完全干燥。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的醇为异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇或正己醇中的一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的反应为80-90℃下反应6-10h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的水解为50-90℃水解4-12h。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)中所述铝醇盐在150-200℃下蒸馏提纯6-24h。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)中按照铝醇盐：醇溶液＝1:15-55摩尔比向铝醇盐中加醇溶液混合，水解；所述的醇溶液为水与醇按摩尔比是1:1-6混合而得，所述的醇为异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇中的一种。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)中所述的助剂为硝酸、盐酸、柠檬酸、冰醋酸、双氧水、水玻璃、硅酸盐、油酸、尿素、氨、月桂醇、聚四氟乙酯、硅烷类或十二烷脂类的一种或者两类混合物。
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