具有高连通度的非晶中孔氧化铝和其制备方法技术

本发明专利技术涉及具有高于2.7的连通度(Z)的非晶中孔氧化铝。本发明专利技术还涉及制备所述氧化铝的方法，其包括至少一个涉及使至少一种铝盐沉淀的步骤、至少一个涉及加热所得悬浮液的步骤、形成氧化铝凝胶的热处理步骤、温和干燥或喷雾干燥步骤、涉及所得粉末成形的步骤、和最后的热处理步骤，从而获得所述氧化铝。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及从具有高分散性的氧化铝凝胶成形的非晶中孔氧化铝的制备，通过至少一种铝盐的沉淀获得所述氧化铝凝胶。特别地，相比于现有技术的氧化铝，本专利技术涉及具有非常高连通度(connectivity)的非晶中孔氧化铝。本专利技术还涉及通过使氧化铝凝胶成形制备所述氧化铝的方法，根据包括特定沉淀的制备方法制备所述氧化铝凝胶，能够在早至第一沉淀步骤获得相对于凝胶的制备方法结束时形成的氧化铝的总量至少40重量%氧化铝，并且在第一沉淀步骤结束时形成的氧化铝的量可以甚至达到100%。根据本专利技术的氧化铝，由于其有价值的性质，特别是连通度，可以在全部精炼方法中用作催化剂载体以及用作吸附剂。现有技术专利US4676928记载了用于制备水分散性氧化铝的方法，包括形成水性氧化铝分散体的步骤、添加酸以制备具有5至9的pH的酸性分散体的步骤、在大于70℃的高温下进行足以将氧化铝转化成胶态凝胶的一段时间的熟化步骤，然后干燥所述所得胶态凝胶的步骤。专利US5178849记载了用于制备α氧化铝的方法，包括具有低于70%的分散性的铝水合物的分散步骤、在低于3.5的pH下进行的所得分散体从而溶解至少部分的铝水合物的酸化步骤、在150至200℃的温度和5至20个大气压的压力下进行0.15至4小时的时间从而获得具有大于90%的分散性的胶态勃拇石的所得酸性分散体的热液处理步骤。通过沉淀制备氧化铝凝胶也是现有技术中熟知的。特别地，专利US7790652记载了通过沉淀具有高度限定的孔分布的氧化铝载体进行的制备，其能够在重质烃原料的加氢转化方法中用作催化剂载体。根据一种方法制备所述氧化铝载体，该方法包括通过以可控方式混合第一碱性水溶液和第一酸性水溶液形成氧化铝分散体的第一步骤，所述酸性和碱性溶液的至少一种或这两种包含铝化合物。以使所得分散体的pH为8至11的比例混合所述酸性和碱性溶液。所述酸性和碱性溶液还以能够获得包含期望量的氧化铝的分散体的量混合，特别是第一步骤能够获得相对于在两个沉淀步骤结束时形成的氧化铝的总量25至35重量%的氧化铝。第一步骤在20至40℃的温度下进行。当形成期望量的氧化铝时，升高悬浮液的温度至45至70℃的温度，然后通过使所述悬浮液与第二碱性水溶液和第二酸性水溶液接触对经加热的悬浮液施以第二沉淀步骤，两种溶液中的至少一种或这两种溶液包含铝化合物。类似地，通过添加的酸性和碱性溶液的比例调节pH为8至10.5，通过两种添加的酸性和碱性溶液的量提供第二步骤中形成的其余氧化铝的量。在20至40℃的温度下进行第二步骤。由此形成的氧化铝凝胶包括至少95%勃拇石。未述及由此获得的氧化铝凝胶的分散性。然后，过滤氧化铝凝胶，洗涤，并任选根据本领域技术人员已知的方法干燥，而无需在先的热处理步骤，从而制备氧化铝粉末，其然后根据本领域技术人员已知的方法成形，之后焙烧以生产最终的氧化铝载体。专利US7790652的制备方法的第一沉淀步骤限定成25至35重量%的低含量氧化铝的生产，因为在第一步骤结束时生产较高含量的氧化铝不允许所得凝胶的最优过滤。除此之外，在属于Shell的专利US7790652的第一步骤中氧化铝产量的提高不允许使由此获得的凝胶成形。令人惊讶地，申请人已经发现可以使具有高度分散性的特定氧化铝凝胶成形，从而获得具有特定孔分布和非常高的连通度的非晶中孔氧化铝，所述氧化铝凝胶根据包括至少一个沉淀步骤和最终热处理步骤和特别是最终老化步骤的方法制备，在所述沉淀步骤中，在早至第一沉淀步骤形成相对于在所述凝胶的制备方法结束时形成的氧化铝的总量至少40重量%的Al2O3等价物形式的氧化铝。本专利技术的目的是提供具有非常高连通度的非晶中孔氧化铝。本专利技术的另一目的是提供通过使具有高分散性和特别是大于70%的分散性以及2至35nm的微晶尺寸的氧化铝成形制备所述氧化铝的方法。专利技术概述和重要性本专利技术的目的是具有大于2.7的连通度(Z)的非晶中孔氧化铝。本专利技术的优点是提供其孔隙为高度连通，即具有非常大量相邻孔隙的氧化铝。高连通度在孔隙的进入方面代表重要的优点，并在活性相的前体的非常粘稠溶液的沉淀步骤期间和对于在使用这些材料的催化反应期间处理的分子的扩散都起到重要作用。本专利技术的目的还为用于制备所述氧化铝的方法，所述方法包括至少以下步骤：a)至少一个至少一种碱性前体和至少一种酸性前体的在水性反应介质中的第一氧化铝沉淀步骤，所述碱性前体选自铝酸钠、铝酸钾、氨、氢氧化钠和氢氧化钾，所述酸性前体选自硫酸铝、氯化铝、硝酸铝、硫酸、盐酸和硝酸，其中所述碱性或酸性前体的至少一种包含铝，选择所述酸性和碱性前体的相对流速从而获得8.5至10.5的反应介质的pH，并且调节包含铝的一种或多种酸性和碱性前体的流速从而获得40至100%的所述第一步骤的进展率，所述进展率定义为在第一沉淀步骤期间以Al2O3等价物形式形成的氧化铝相对于在一个或多个沉淀步骤结束时形成的氧化铝的总量的比例，所述第一沉淀步骤在10至50℃的温度下进行并持续2分钟至30分钟的时间，b)在步骤a）结束时获得的悬浮液的热处理步骤，其在50至200℃的温度下进行30分钟至5小时的时间，能够获得氧化铝凝胶，c)在热处理步骤b）结束时获得的悬浮液的过滤步骤，然后至少一个所得凝胶的洗涤步骤，d)在步骤c）结束时获得的氧化铝凝胶的干燥步骤，从而获得粉末，e)在步骤d）结束时获得的粉末的成形步骤，从而获得粗材料，f)在500至1000℃的温度下在存在或不存在包含最高达60体积%水的空气流下进行的在步骤e）结束时获得的粗材料的热处理步骤。本专利技术的优点是提供用于制备使氧化铝凝胶能够成形的非晶中孔氧化铝的新方法，所述氧化铝凝胶根据一种方法制备，所述方法包括至少一个沉淀步骤，在所述沉淀步骤中，早在第一沉淀步骤形成相对于所述凝胶的制备方法结束时形成的氧化铝的总量至少40重量%的Al2O3等价物形式的氧化铝，由于实施热处理步骤和特别是老化步骤，能够获得具有改进的过滤能力并促进其成形的氧化铝凝胶。本专利技术的另一优点为提供通过沉淀制备氧化铝的新方法，其可以包括单一沉淀步骤并且相比于制备常规氧化铝的现有技术方法例如溶胶-凝胶类型制备方法更便宜。本专利技术的另一优点为提供制备根据本专利技术的氧化铝的新方法，能够获得具有特定孔分布以及相比于现有技术氧化铝非常高连通度的非晶中孔氧化铝。定义和测量方法在以下全部内容中，分散指数定义为可以在聚丙烯管中在3600G下通过离心分离10分钟分散的胶溶的氧化铝凝胶的重量百分比。通过分散10%勃拇石或氧化铝凝胶在还含有相对于勃拇石质量的10%硝酸的水的悬浮液中测量分散性。然后，以3600Grpm将所述悬浮液离心分离10分钟。在100℃下干燥所收集的沉淀物过夜，然后称重。通过以下计算：DI(%)=100%-干沉淀物的质量(%)获得分散指数，称为DI。在全文中，根据本专利技术的氧化铝的连通度定义为与给定孔隙相邻的孔隙的数量。根据本专利技术的连通度表示氧化铝的孔隙的总量，特别是氧化铝的中孔的总量，即具有平均直径2至50nm的孔隙的总数。连通度为根据在Seaton的出版物中记载的程序测量的相对值（LiuH.,ZhangL.SeatonNA,ChemicalEngineeringScience,47,17-18,第4393-4404页,199本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有大于2.7的连通度(Z)的非晶中孔氧化铝，所述连通度从氮吸附/解吸等温线确定。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.13 FR 14554231.具有大于2.7的连通度(Z)的非晶中孔氧化铝，所述连通度从氮吸附/解吸等温线确定。2.根据权利要求1的氧化铝，其具有3至7的连通度。3.根据权利要求1或2之一的氧化铝，其具有50至450m2/g的BET比表面。4.根据权利要求1至3之一的氧化铝，其具有大于或等于0.5ml/g的中孔体积，其从氮饱和吸附等温线测得。5.用于制备根据权利要求1至4之一所述的氧化铝的方法，所述方法至少包括以下步骤：a)至少一个至少一种碱性前体和至少一种酸性前体的在水性反应介质中的第一氧化铝沉淀步骤，所述碱性前体选自铝酸钠、铝酸钾、氨、氢氧化钠和氢氧化钾，所述酸性前体选自硫酸铝、氯化铝、硝酸铝、硫酸、盐酸和硝酸，其中所述碱性或酸性前体的至少一种包含铝，选择所述酸性和碱性前体的相对流速从而获得8.5至10.5的反应介质的pH，并且调节包含铝的一种或多种酸性和碱性前体的流速从而获得40至100%的所述第一步骤的进展率，所述进展率定义为在第一沉淀步骤结束时以Al2O3等价物形式形成的氧化铝相对于在一个或多个沉淀步骤结束时形成的氧化铝的总量的比例，所述第一沉淀步骤在10至50℃的温度下进行并持续2分钟至30分钟的时间，b)在步骤a）结束时获得的悬浮液的热处理步骤，其在50至200℃的温度下进行30分钟至5小时的时间，c)在热处理步骤b）结束时获得的悬浮液的过滤步骤，然后至少一个所得凝胶的洗涤步骤，d)在步骤c）结束时获得的氧化铝凝胶的干燥步骤，从而获得粉末，e)在步骤d）结束时获得的粉末的成形步骤，从而获得粗材料，f)在500至1000℃的温度下在存在或不存在包含最高达60体积%水的空气流下进行的在步骤e）结束时获得的粗材料的热处理步骤。6.根据权利要求5的...

【专利技术属性】
技术研发人员：M布阿莱，C布夫里，
申请(专利权)人：IFP新能源公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR