氢氧化铝及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氢氧化铝及其制备方法。所述氢氧化铝的制备方法采用的反应系统包括串联的N个微反应器，其中第一微反应器采用撞击流反应器，酸性物料和碱性物料进入第一微反应器进行并流反应，所得的反应产物混合液依次进入到第二微反应器至第N‑1微反应器，并使反应体系反复经过酸侧摆动、碱侧摆动，第二至第N‑1各个微反应器的反应温度比相邻的前一个微反应器高5~10℃，所得的反应产物混合液进入到第N微反应器，进行老化反应，干燥后得到氢氧化铝。该方法制备的氢氧化铝结晶度高，晶粒大小分布均匀，消除了放大效应，焙烧之后得到的氧化铝，孔径分布均匀且比表面积大，非常适合用于汽柴油加氢精制催化剂的载体材料。

Aluminum hydroxide and its preparation method

The invention discloses an aluminium hydroxide and a preparation method thereof. The reaction system adopted in the preparation method of aluminium hydroxide includes N microreactors in series, in which the first microreactor adopts an impinging stream reactor, acidic and alkaline materials enter the first microreactor for parallel flow reaction, and the mixture of reaction products is sequentially entered into the second microreactor to the N_1 microreactor, and the reaction system is repeatedly swinging through the acid side and alkali side. Side swing, the reaction temperature of each microreactor from the second to the first is 5 to 10 C higher than that of the adjacent microreactor. The mixture of the reaction products is entered into the N microreactor, and the aging reaction is carried out. After drying, the aluminium hydroxide is obtained. The aluminium hydroxide prepared by this method has high crystallinity, uniform grain size distribution, eliminating the amplification effect. The aluminium hydroxide obtained after calcination has uniform pore size distribution and large specific surface area, which is very suitable for the carrier material of gasoline and diesel hydrofining catalyst.

【技术实现步骤摘要】
氢氧化铝及其制备方法
本专利技术涉及一种氢氧化铝及其制备方法，具体涉及一种用于汽柴油加氢精制催化剂载体的氢氧化铝及其制备方法。
技术介绍
近年来，微反应器引起诸多领域研究者极大的学术和商业兴趣。这种兴趣产生于微技术的以下特点，包括尺寸缩小，生产力提高，放大系统规模至任意需要的生产容量（即“扩容”），传热增加和传质增加。Gavilidis等在“TechnologyAndApplicationsOfMicroengineeredReactors”Trans.IchemE，第80卷，部分A，第3-30页（2002年1月）中对涉及微反应器的某些工作进行了综述。微反应器是一种单元反应界面宽度为微米量级的化学反应系统，是90年代兴起的微化工技术。自从deMello及其同事在2002年报道了微反应器在制备纳米粒子的预测及优势后，微反应器等的微通道技术在制备纳米晶粒上越来越普遍。微反应器具有以下优点：（1）通道内流动为层流；（2）比表面积大，传热能力强，控温容易；（3）分子扩散距离短，传质快。氧化铝是重要的化学物质，广泛应用于石油、化工、陶瓷、建材以及军工国防等工业。传统的制法是以铝矾土为原料，经高温焙烧、碱液浸出、酸中和、加热分解等步骤制得。石油和化学工业大量使用的是活性氧化铝，作为催化剂和载体要求其比表面积、孔径、吸附能力比较严格，最常用的无机法是以工业氢氧化铝或铝酸盐为原料，以碱、酸中和成氢氧化铝，干燥、活化而成。该方法大多为反应釜间歇式操作，生产的产品的纯度和结晶度不高，粒度分布不均匀而且效率较低。现代化学、化工，特别是精细陶瓷、精细化工、石油化工，需要纯度和结晶度更高、颗粒大小分布均匀、粒径达几十微米至数百微米的氧化铝，而且期望能够连续化生产，这是当前重要的研究课题。CN104549527A公开了一种氧化铝载体的制备方法。该方法包括：利用撞击流反应器，酸性铝盐水溶液与碱金属铝酸盐溶液并流中和与pH值摆动中和过程相结合，进行成胶过程，中和物料经老化、过滤、洗涤和干燥，得到氧化铝干胶，氧化铝干胶经挤条、干燥和焙烧，得到氧化铝载体。但是该方法制备的氧化铝载体的孔径较大，结晶度不是很高，且这种间歇式反应还存在反应时间长，能耗高，效率低等缺点。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种氢氧化铝及其制备方法。该氢氧化铝纯度高，结晶度高，晶粒大小分布均匀。该制备氢氧化铝的方法工艺简单，反应时间短，过程连续化效率高，消除了放大效应，非常适合于工业化生产。本专利技术提供了一种氢氧化铝，其中拟薄水铝石的含量为95wt%以上，相对结晶度≮95%；所述氢氧化铝的晶粒大小分布如下：<5μm晶粒数量占氢氧化铝晶粒总数的1%～5%，5～15μm晶粒数量占氢氧化铝晶粒总数的85%～90%，>15μm晶粒数量占氢氧化铝晶粒总数的5%～10%。本专利技术提供的一种氢氧化铝，转化为γ-Al2O3后，性质如下：比表面积为320～420m2/g，孔容为0.85～1.0mL/g，孔径分布为：孔直径<5nm的孔所占的孔容为总孔容的5%～10%，孔直径5～10nm的孔所占的孔容占总孔容的85%～95%，＞10nm的孔所占的孔容为总孔容的5%～10%。本专利技术中，将氢氧化铝转化为γ-Al2O3焙烧条件如下：在450～650℃下焙烧2～8h。本专利技术提供了一种氢氧化铝的制备方法，其中所采用的反应系统包括串联的N个微反应器，沿物流方向分别为第一微反应器、第二微反应器、……、第N微反应器，第一微反应器采用撞击流反应器，包括以下步骤：（1）分别配制碱性物料和酸性物料；（2）分别将碱性物料和酸性物料引入到第一微反应器中，进行中和沉淀反应；（3）步骤（2）所得的反应产物混合液进入到第二微反应器，同时将酸性物料引入到第二微反应器中，使反应体系向酸侧摆动；（4）步骤（3）所得的反应产物混合液依次进入到第三微反应器至第N-1微反应器，并使反应体系反复经过碱侧摆动、酸侧摆动；（5）步骤（4）所得的反应产物混合液进入到第N微反应器，进行老化反应，第N微反器的流出物经过滤、洗涤和干燥，得到氢氧化铝。本专利技术方法中，第二微反应器至第N-1微反应器中，该微反应器中的反应温度比相邻的前一个微反应器高5～10℃。本专利技术方法中，串联的N个微反应器，N是不小于5的整数，优选为5~11，进一步优选为5~7。本专利技术方法中，串联的N个微反应器为5个时，步骤（4）的具体过程如下：步骤（3）所得的反应产物混合液进入到第三微反应器，同时将碱性物料引入到第三微反应器中，使反应体系向碱侧摆动；第三微反应器所得的反应产物混合液进入到第四微反应器，同时将酸性物料引入到第四微反应器中，使反应体系向酸侧摆动。本专利技术氢氧化铝的制备方法中，步骤（1）中分别配制碱性物料和酸性物料，其中碱性物料和酸性物料可以根据本领域中常规中和法制备氢氧化铝时所用的碱性物料和酸性物料，比如碱性物料可以采用碱性沉淀剂，酸性物料可以采用酸性的含铝化合物，再比如碱性物料可以采用碱性的含铝化合物，酸性物料可以采用酸性沉淀剂，再比如碱性物料可以采用碱性的含铝化合物，酸性物料可以采用酸性的含铝化合物等。所用的碱性沉淀剂可以选自碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾、氨水等中的一种或者几种。所用的酸性沉淀剂可以选自盐酸、硫酸、硝酸、草酸等中的一种或者几种。所用的碱性的含铝化合物可以采用偏铝酸盐，比如偏铝酸钠和/或偏铝酸钾。所用的酸性的含铝化合物可以采用氯化铝、硝酸铝、硫酸铝中的一种或多种。所述的碱性物料采用碱性的含铝化合物时，浓度以Al2O3计可以为8～80g/100mL，优选30~50g/100mL。所述的酸性物料采用酸性的含铝化合物时，浓度以Al2O3计可以为8～80g/100mL，优选30~50g/100mL。所述的碱性沉淀剂的重量浓度可以为5%～25%，优选10%～20%。所述的酸性沉淀剂的重量浓度可以为5%～25%，优选10%～20%。本专利技术氢氧化铝的制备方法中，步骤（2）中将碱性物料和酸性物料引入第一微反应器，可以通过雾化的方式引入,也可以通过液体方式引入。本专利技术氢氧化铝的制备方法中，第一微反应器为撞击流微反应器，设有两个进料口分别引入碱性物料和酸性物料，碱性物料和酸性物料进入到撞击流微反应器后通过喷射口连通，碱性物料喷射口与酸性物料喷射口呈一定角度撞击，撞击角度为150～180°。本专利技术氢氧化铝的制备方法中，原料罐、第一微反应器以及其余微反应器采用油浴加热。本专利技术氢氧化铝的制备方法中，步骤（2）所述的沉淀反应，其反应条件如下：反应温度为50～150℃，优选50～120℃，pH值为8.0～9.0。第一微反应器的内管直径为10～20mm，优选10～15mm，控制物料的停留时间为1～5min，优选1～2min。步骤（2）中，所述碱性物料的流速为10～50mL/min，优选15～30mL/min。酸性物料的流速可以根据体系要求的pH值来确定。本专利技术氢氧化铝的制备方法中，步骤（3）使反应体系向酸侧摆动时，控制的反应条件如下：反应温度比第一微反应器高5～10℃，pH值为3.0～5.0。所述第二微反应器的内管直径比第一微反应器大1～10mm，优选2～3mm。第二微反应器中控制物料的停留时间为2～5min，优选3～5min。本专利技术氢氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氢氧化铝，其特征在于：其中拟薄水铝石的含量为95wt%以上，相对结晶度≮95%；所述氢氧化铝的晶粒大小分布如下：<5μm晶粒数量占氢氧化铝晶粒总数的1%～5%，5～15μm晶粒数量占氢氧化铝晶粒总数的85%～90%，>15μm晶粒数量占氢氧化铝晶粒总数的5%～10%。

【技术特征摘要】
1.一种氢氧化铝，其特征在于：其中拟薄水铝石的含量为95wt%以上，相对结晶度≮95%；所述氢氧化铝的晶粒大小分布如下：<5μm晶粒数量占氢氧化铝晶粒总数的1%～5%，5～15μm晶粒数量占氢氧化铝晶粒总数的85%～90%，>15μm晶粒数量占氢氧化铝晶粒总数的5%～10%。2.按照权利要求1所述的氢氧化铝，其特征在于：所述氢氧化铝转化为γ-Al2O3后，性质如下：比表面积为320～420m2/g，孔容为0.85～1.0mL/g，孔径分布为：孔直径<5nm的孔所占的孔容为总孔容的5%～10%，孔直径5～10nm的孔所占的孔容为总孔容的85%～95%，＞10nm的孔所占的孔容为总孔容的5%～10%。3.一种氢氧化铝的制备方法，其特征在于：所采用的反应系统包括串联的N个微反应器，沿物流方向分别为第一微反应器、第二微反应器、……、第N微反应器，第一微反应器采用撞击流反应器，包括以下步骤：（1）分别配制碱性物料和酸性物料；（2）分别将碱性物料和酸性物料引入到第一微反应器中，进行中和沉淀反应；（3）步骤（2）所得的反应产物混合液进入到第二微反应器，同时将酸性物料引入到第二微反应器中，使反应体系向酸侧摆动；（4）步骤（3）所得的反应产物混合液依次进入到第三微反应器至第N-1微反应器，并使反应体系反复经过碱侧摆动、酸侧摆动；（5）步骤（4）所得的反应产物混合液进入到第N微反应器，进行老化反应，第N微反器的流出物经过滤、洗涤和干燥，得到氢氧化铝；其中，第二微反应器至第N-1微反应器中，该微反应器的反应温度比相邻的前一个微反应器高5～10℃。4.按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述的串联的N个微反应器，N是不小于5的整数，优选为5~11，进一步优选为5~7。5.按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于：串联的N个微反应器为5个时，步骤（4）的具体过程如下：步骤（3）所得的反应产物混合液进入到第三微反应器，同时将碱性物料引入到第三微反应器中，使反应体系向碱侧摆动；第三微反应器所得的反应产物混合液进入到第四微反应器，同时将酸性物料引入到第四微反应器中，使反应体系向酸侧摆动。6.按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中分别配制碱性物料和酸性物料，采用如下至少一种方案：I、碱性物料为碱性沉淀剂，酸性物料为酸性的含铝化合物；II、碱性物料为碱性的含铝化合物，酸性物料为酸性沉淀剂；III、碱性物料为碱性的含铝化合物，酸性物料为酸性的含铝化合物。7.按照权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所用的碱性沉淀剂选自碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的一种或者几种，所用的酸性沉淀剂选自盐酸、硫酸、硝酸、草酸中的一种或者几种，所用的碱性的含铝化合物采用偏铝酸盐，所用的酸性的含铝化合物为采用氯化铝、硝酸铝、硫酸铝中的一种或多种；所述的碱性物料为碱性的含铝化合物时，浓度以Al2O3计为8～80g/100mL，优选30~50g/100mL；所述的酸性物料为酸性的含铝化合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕振辉，隋宝宽，薛冬，彭冲，彭绍忠，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11