一种氧化铝载体的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种氧化铝载体的制备方法。
【背景技术】
[0002] 众所周知，目前氧化铝干胶的制备方法可归纳为固相法、气相法和液相法。液相法 有沉淀法和溶胶-凝胶法及相转移法。常规沉淀法所制备的氧化铝干胶晶粒较大，但结晶 度低，颗粒完整度不高，孔分布比较弥散，孔结构不理想；在制备载体的过程中由于颗粒堆 积松散，在外加胶溶酸和剪切力的作用下，很容易导致孔道坍塌，孔容、孔径较小，致使强度 低，堆密度减小，很难制备大孔容，高比表面积，高强度的载体。
[0003] 撞击流反应器是安装在容器下部并浸没在介质中的两个螺旋桨推动流体经与之 相配的两个导流筒流动并在中心处相向撞击，形成撞击区；随后经导流筒与器壁间的环室 循环再回流到导流筒进口。此方法具有下列特点：（1)撞击区微观混合强烈、快速反应生成 大量晶核；（2)环室回流区和导流筒中基本上无混合、不反应，初生态微晶不长大，还有利 于表面稳定和钝化。
[0004] 专利CN101088605A公开了一种氧化铝载体的制备方法。该方法是将酸性铝盐和 碱金属铝酸盐并流中和，并在摆动过程中和，物料老化，然后过滤、洗涤、干燥，得到氧化铝 干胶。该方法所制备的氧化铝干胶虽然粒径较大，但是结晶度低，颗粒不够完整，在制备载 体的过程中很容易造成颗粒破坏，孔道坍塌，很难制备大孔径的氧化铝载体。
[0005] 由此可见，采用现有技术制备的氧化铝载体孔径分布较宽，结晶度较低，颗粒不够 完整，很难制备出具有较窄粒径分布，且孔径大，结晶度高的氧化铝载体。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种氧化铝载体的制备方法。本方法 采用撞击流-沉淀反应器进行反应，所制备的氧化铝载体不但孔径较大，孔径分布集中，而 且结晶度高，晶粒完整，孔结构理想。
[0007] 本发明提供的氧化铝载体的制备方法，包括以下步骤： (1) 在撞击流反应器中加入底水并加热至反应温度； (2) 调节两个导流管的撞击方向，启动螺旋桨驱动电机，螺旋桨推动溶液在撞击流反应 器中循环流动和撞击； (3) 在撞击流反应器两端的进料口 I和II以一定的流量同时连续加入酸性铝盐水溶液 和碱金属铝酸盐水溶液或碱性沉淀剂，调节pH值为5?8后，停止加入酸性铝盐水溶液和 碱金属铝酸盐水溶液或碱性沉淀剂，中和反应并稳定一段时间； (4) 通入碱金属铝酸盐水溶液或碱性沉淀剂，调节pH值至8. 6?12,稳定一段时间； (5) 通入酸性铝盐水溶液，调节pH值至2?4,稳定一段时间； (6) 通入碱金属铝酸盐水溶液或碱性沉淀剂，调节pH值至8. 6?12,稳定一段时间； (7) 重复步骤（5)和步骤（6) 1?4次，成胶结束； (8)成胶结束后关闭撞击流反应器，进行老化，然后经过滤、洗涤和干燥得到氧化铝干 胶。
[0008] (9)取一定量步骤（8)所制备的氧化铝干胶，与氨水混合，经碾压机碾压一段时间 之后，挤条成一定形状后，经干燥、两段升温焙烧得到所制备的氧化铝载体。
[0009] 根据本发明的氧化铝载体的制备方法，其中步骤（1)中所述的反应温度为45°C? l〇〇°C，优选 50°C?95°C。
[0010] 步骤（2)中，需要控制螺旋桨转速，具体转速根据观察到撞击区撞击情况而定，以 流体剧烈翻动但不飞溅为宜。所述的撞击流螺旋桨转数范围一般为750 r/min?2000r/ min,最好是800r/min?1500r/min;两股物料的撞击角度为90°?180° ,优选150°? 180。。
[0011] 步骤（3)中所述的酸性铝盐水溶液可以为A1C13、A12(S0 4)3或A1(N0)3的水溶液， 优选A12(S0 4)3水溶液。所述的碱金属铝酸盐水溶液选自NaA102*KA102水溶液。所述的 碱性沉淀剂一般为NaOH、（NH 4) 2C03或NH40H溶液，优选（NH4) 2C03或NH40H溶液。
[0012] 步骤（3)中所述的pH值范围是5?8,优选7.0?7. 8。所述中和反应的时间为 5min?20min，优选lOmin?15min。所述酸性错盐水溶液和碱金属错酸盐水溶液或碱性沉 淀剂的流量一般为 0? 5L/min ?1. OL/min，优选 0? 5L/min ?0? 8 L/min。
[0013] 步骤（4)所述的pH值范围是8. 6?12. 0,优选9.0?11.0。所述的稳定时间范 围为 5min ?20min,优选 lOmin ?15min。
[0014] 步骤（5)所述的pH值范围为2.0?4.0,优选3.0?3. 5。所述的稳定时间范围 为 5min ?20min,优选 lOmin ?15min〇
[0015] 步骤（6)所述的pH值范围是8. 6?12. 0,优选9.0?11.0 ;所述的稳定时间范围 为 5min ?20min,优选 lOmin ?15min〇
[0016] 步骤（7)中，所述步骤（5)和步骤（6)的重复次数为1次?4次，优选为2次?3 次。
[0017] 步骤（8)所述的老化温度范围是80°C?150°C，优选90°C?120°C ;老化的pH值 范围为8. 0?10. 0,优选9. 0?9. 5 ;老化的时间为0. 5h?2h，优选0. 5h?lh。优选在 老化温度高于步骤（3)中的中和温度10°C?100°C，最好20°C?70°C、老化pH值高于步骤 (3)中的中和pH值0. 5?4. 0,最好1. 5?2. 5的条件下进行老化。
[0018] 根据本发明的方法，其中步骤（8)中所制备的氧化铝干胶结晶度> 85%，优选 90%?95%。本发明方法所制得氧化铝干胶最大粒径范围为20 ii m?30 ii m，最小粒径范围 为10 iim?15 iim ;而且粒径分布非常集中：其粒径分布中，< 20 iim粒径所占比例为5%? 20% ;20 ii m?25 ii m粒径所占比例为50%?70%，优选为55%?70% ; > 25 ii m的粒径所占 比例为20%?35%。本发明方法中的结晶度采用XRD进行测定，粒径分布采用激光粒度仪来 进行测定。
[0019] 根据本发明的方法，其中步骤（9)中制备的氧化铝载体其比表面积为100m2/g? 150m2/g，优选 120m2/g ?140m2/g ;孔径为 120nm ?150nm，优选 120nm?140nm ;其中 60nm? 150nm的孔占总孔容含量的85%?95%，优选90%?95%。
[0020] 步骤（9)所述的干燥温度为40°C?200°C，优选60°C?120°C ;干燥时间为lh? 5h，优选2h?4h ;氛围可以是空气或其它氛围，干燥温度根据有机化合物的性质具体确定。 所述的干燥方法包括喷雾干燥、沸腾干燥或微波真空干燥等方法。喷雾干燥的热空气进口 温度l〇〇°C?180°C，出口温度为90°C?120°C，雾化的转速控制在8000?12500r/min范 围；沸腾干燥的温度为40°C?150°C，优选40°C?80°C ;干燥时间为lh?5h，优选2h? 3h ;氛围可以是空气或其他氛围；微波真空干燥的温度40°C?150°C，优选40°C?80°C ;干 燥时间为lh?5h，优选2h?3h ;干燥压力为0? 1 MPa?0? 4MPa，优选0? 1 MPa?0? 3MPa。
[0021] 步骤（9)所述的焙烧温度为350°C?800°C，优选400°C?550°C，焙烧时间为 2h?5h;第一段采用缓慢升温过程升温至25(T70(TC，优选30(T45(TC，升温速度为2°C / min ?10°C /min，优选 2°C /min ?5°C /min，升温时间为 1. Oh ?2. 5h，优选 1