CN1182919C - 一种氧化铝及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氧化铝及其制备方法。该法以拟薄水氧化铝，即α-AlO(OH)为原料，加入添加剂，经混合、捏合、挤条成型、干燥，并采用三段恒温焙烧，最后制得γ-Al2O3。本发明与现有技术相比，金属(如Mo)在该γ-Al2O3表面上的化学分散量要高出60～120%或更多，比表面积可达350～450m2/g。
Description
1、技术领域
本发明涉及一种γ-Al2O3载体及其制备方法。
2、背景技术
石油产品的加氢处理(加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱金属、加氢饱和等)催化剂，一般采用γ-Al2O3或含有少量其它元素(例如Si、Ti、B等)的γ-Al2O3为载体，以Mo(或W)和Ni(或Co)等金属为活性组分。
在设计加氢处理催化剂时，要求金属在载体表面上能够高度分散，且其化学分散量应尽可能大，而这种化学分散量是由载体即γ-Al2O3的表面性质来决定的。此外，对于金属化学分散量大的催化剂(例如MoO3含量＞20w％的MoNiP/Al2O3催化剂)，由于催化剂表面上活性金属的分布(排列)比较“拥挤”，不利于大分子烃类在其表面上的吸附和反应。因此，制备具有优良表面性质，又有更大比表面积的载体γ-Al2O3，对开发高活性的加氢处理催化剂具有决定性的作用。美国Engelhard公司报导了一种新型的高活性加氢处理催化剂(NPRAAM-89-32)，该催化剂的开发是基于使用一种新型的γ-Al2O3载体。MoO3在这种载体上的化学分散量比标准载体要高出50％，达到18w％。
γ-Al2O3的制备及改性，可以采用多种方法，其中前身物的组成及焙烧程序和焙烧温度对最终产物γ-Al2O3的性质(表面性质和孔径大小)有着决定性的影响。
文献报道(CEP，82(1986)，46)强调制备γ-Al2O3时，焙烧温度应在300℃以上，最好在480℃以上。美国专利(USP 4,255,282)则强调：作为制备加氢处理催化剂的载体γ-Al2O3，制备时焙烧温度至少应746℃，最好至少为788℃。
该发明是在“一段焙烧”，即在固定一个焙烧温度的前提下，强调较高焙烧温度的重要性。但是，使用该发明所制得的γ-Al2O3，其金属化学分散量并不太高(约15～19w％ MoO3，见专利USP 4,255,282例1～5和表3)。
3、发明内容
本发明的目的是寻找一种新的γ-Al2O3载体及其制备方法。具体地说是寻找一种合适的γ-Al2O3载体的制备方法，使制得的γ-Al2O3具有较大的化学分散量和更大的比表面积，以适应制备大分子烃类加氢处理催化剂的需要。
本发明的要点是：在焙烧γ-Al2O3前身物时，采用“三段恒温焙烧”程序并控制合适的升温速度，使制得的γ-Al2O3具有较大的金属化学分散量；在一水氧化铝混捏时，加入适量添加剂(如KCl，KNO3，K3PO4或其它钾盐)以进一步扩大γ-Al2O3的比表面积。
本发明γ-Al2O3载体的制备过程为：把一水氧化铝，即α-AlO(OH)和相当于1～3w％一水氧化铝重量的添加剂一起，加入胶溶酸，混合、捏合成可塑状，在挤条机上挤条成型，干燥，然后按照三段恒温焙烧程序焙烧，即成γ-Al2O3载体。所说的三段恒温焙烧是指在160～270℃下，恒温0.5～3小时；在300～545℃下，恒温1.0～4小时；在580～800℃下，恒温1.0～3小时。其中各个恒温段前的升温速率为2～5℃/分钟。
所说添加剂包括KCl、KNO3、K3PO4、KAC或其它钾盐。
所说的一水氧化铝最好是干基含量为66～72w％的α-AlO(OH)。
所说的胶溶酸可以是硝酸(含3w％HNO3)和/或乙酸溶液。
所说的干燥条件为在105～130℃下干燥2～4小时。
根据本发明所制得的γ-Al2O3载体具有如下性质：
(1)、MoO3在表面上的化学分散量可达25～30w％；
(2)、比表面积350～450m2/g；
(3)、平均孔直径为7.0～10.0nm。
本发明的优点是：
(1)、本发明允许γ-Al2O3的前身物一水氧化铝干胶中含有少量三水氧化铝。
(2)、本发明所制的γ-Al2O3载体具有较高的金属化学分散量，比用普通方法制得的γ-Al2O3要高出60～120％。
本发明方法所制γ-Al2O3载体可直接作为某些过程的催化剂使用，但是更适合作为加氢处理催化剂的载体，尤其是作为大分子烃类(例如石油蜡，凡士林，轻、重质石油馏分等)催化剂的载体。
4、具体实施方式
实施例1
秤取一水氧化铝干胶粉200g(干基含量为68w％)，加入4.0g KCl，3.0ml乙酸，155ml HNO3(3％)和适量的H2O。充分混合、捏合成可塑状后挤成三叶草条状(Φ＝1.4mm)。空气中干燥过夜后，再于110℃下烘干2小时。
将干燥样品置于高温炉中，以每分钟3℃速度升温至200℃，并在该温度下恒温焙烧2.0小时。接着以每分钟4℃速度升温至485℃并在该温度下恒温焙烧2.0小时，再以每分钟4℃速度升温至600℃并在该温度下恒温焙烧1.5小时。
实施例2
同实施例1。但不加入KCl，改为加入KNO3 5.5g。
实施例3
同实施例1。但最终焙烧温度为720℃。
以上各例载体的物化性质如表1所示。表1中的参比样品系国内目前广泛用作加氢处理催化剂载体的γ-Al2O3。
表1采用本发明所制γ-Al2O3的物化性质
| γ-Al2O3(采用本发明制备) | γ-Al2O3(参比样品) | |
| 例1 例2 例3 | ||
| 化学分散量，MoO3 w％ | 29.0 29.1 26.7 | 12～14 |
| 比表面，m2/g | 428 426 380 | 223～244 |
| 平均孔直径，nm | 7.11 7.10 8.26 | 6.70～7.75 |
| 孔分布，v％＜8.0nm8.0～15.0nm＞15.0nm | 25.6 25.8 23.072.0 72.0 73.42.4 2.2 3.6 | 24.074.02.0 |
| 机械强度，N/cm | 166 160 156 | 120～148 |
由表1数据可以看出：采用本发明技术制备的γ-Al2O3(实施例1、2)，其化学分散量达到29.0 MoO3 w％，比表面积428m2/g。如进一步提高焙烧温度(由600℃提高到720℃)，则平均孔直径由7.11nm扩大到8.26nm(实施例3)，而比表面积仍有380m2/g。
Claims (1)
1.一种γ-Al2O3载体的制备方法：把一水氧化铝和与胶溶酸混合均匀成可塑状，在挤条机上挤条成型，干燥，焙烧即得γ-Al2O3载体，其特征在于在混合过程中同时加入碱金属盐以及无机酸进行改性，所说的焙烧为三段恒温焙烧；
其中所述的碱金属盐是KCl、KNO3和/或KAc，加入量相当于一水氧化铝的1～3w％；所述的无机酸为磷酸，加入量相当于一水氧化铝的2.4～4.5w％；所述的三段恒温焙烧为在160～270℃下，恒温0.5～3小时，在300～545℃下，恒温1.0～4小时，最后在580～800℃下，恒温1.0～3小时，每个恒温段前的升温速率为2～5℃/分钟。
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