一种以二氧化碳为原料合成高胶溶性拟薄水铝石的方法技术

本发明专利技术提供一种以二氧化碳为原料合成高胶溶性拟薄水铝石的方法，属于催化剂材料领域。本发明专利技术在预先配置好的偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳反应成胶，得到浆料在低温下打浆处理，随后快速老化得到高胶溶性拟薄水铝石。由于本发明专利技术采用碳化法、通过低温打浆、快速老化，反应原料绿色环保、成本低廉，降低能耗，有利于工业化操作。合成的拟薄水铝石具高胶溶性、晶型完整，可广泛用于催化剂合成领域，填补了国内原料方面空白。内原料方面空白。内原料方面空白。

【技术实现步骤摘要】
一种以二氧化碳为原料合成高胶溶性拟薄水铝石的方法


[0001]本专利技术属于催化剂材料领域。
技术背景
[0002]拟薄水铝石又称假一水软铝石、一水软铝石胶体或类勃姆石，是一组组成不确定、结晶不完整的由无序到有序、弱晶态到晶态的演化系列，晶体结构不够完整的氧化铝水合物，其分子式表达为Al2O3·
nH2O(n＝1.4
‑
2.0)。因其具有大比表面积和孔容、较高的热稳定性和高触变凝胶性被广泛应用。其中，拟薄水铝石在酸性条件下胶溶作为催化裂化、加氢等催化剂的粘结剂是在石油化工行业中的一个重要应用。胶溶的拟薄水铝石作粘结剂可以在一定程度上增加催化剂的机械强度和孔结构，改善催化剂的催化性能，提供适宜的酸性。因此，拟薄水铝石胶溶性能的好坏直接关系到催化剂的选择性、稳定性和活性。
[0003]目前，已经工业化拟薄水铝石的合成工艺主要为醇铝法和碳化法。专利CN106629794B公布了一种高胶溶性拟薄水铝石的合成方法，通过醇铝法制备的拟薄水铝石具有胶溶性能好，孔分布集中，晶相单一等优点，但是醇铝法使用的有机溶剂有一定的毒性，进口成本较高，工艺复杂不易推广。专利CN110304644B提供了一种高性能拟薄水铝石的制备方法，该方法通过廉价的Al(OH)3作为原料，采用传统的碳化法合成出高粘性拟薄水铝石，其胶溶指数高达97％以上，但是打浆温度为80
‑
100℃、老化方式为高温高压，同时用高碳醇作为额外的添加剂，增加生产能耗和成本。
[0004]目前，合成高胶溶性拟薄水铝石工艺中存在原料具有毒性、后处理温度高、老化时间长以及成本高等弊端，因此，迫切需要一种低成本、低能耗的高性能拟薄水铝石制备方法。

技术实现思路

[0005]鉴于以上，针对现有技术的不足之处，本专利技术提供一种以二氧化碳为原料合成高胶溶性拟薄水铝石的制备方法，通过碳化法制得的拟薄水铝石胶体在低温打浆与老化，快速制得高胶溶性拟薄水铝石。
[0006]一种以二氧化碳为原料合成高胶溶性拟薄水铝石的方法，所述方法包括：
[0007](1)预配液制备与纯化：氢氧化铝和液碱反应得到偏铝酸钠预配液，过滤得到澄清透明溶液；
[0008](2)稀释与成胶：预配液加水稀释，通入二氧化碳得到拟薄水铝石浆料；
[0009](3)离心与低温打浆：浆液通过离心机在3000
‑
5000r/min转速下处理2
‑
15min，得到拟薄水铝石湿料，随后将得到拟薄水铝石湿料在15
‑
25℃下，通过加有助剂的洗涤水打浆3
‑
7次，打浆时间为5
‑
15min，每次打浆后均需离心处理；
[0010](4)快速老化：打浆后的样品在65
‑
95℃烘箱中老化3
‑
10h；
[0011](5)干燥，制得拟薄水铝石：老化后样品在50
‑
80℃的烘箱中干燥6
‑
12h。
[0012]所述步骤(1)中预配液原料中氧化物的苛性比为1.3
‑
2.0。
[0013]所述步骤(2)稀释后偏铝酸钠溶液中的Al2O3浓度为20
‑
80g/L。
[0014]所述步骤(3)中洗涤水加入的助剂为硝酸或氯化铵，助剂添加量为0.2
‑
1.2wt％。
[0015]所述步骤(4)中老化方式为动态或静态，升温步骤为一段式或两段式。
[0016]采用权利要求1
‑
5中任一项所述方法制备得到的高胶溶性拟薄水铝石。
[0017]本专利技术在预先配置好的偏铝酸钠预配液中通入二氧化碳反应成胶，得到浆料在低温下打浆，随后快速老化得到高胶溶性的拟薄水铝石。由于本专利技术采用碳化法，低温打浆、快速老化，原料绿色环保、成本低廉，降低能耗，有利于工业化操作。合成的拟薄水铝石具高胶溶性、晶型完整、纯度高等特点，可用于催化剂合成领域。
[0018]本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0019](1)与其他拟薄水铝石合成工艺相比，耗时短、能耗低，有利于工业化生产；
[0020](2)合成拟薄水铝石过程简单可控，使用原料无毒、绿色环保，契合我国环保的要求，且生产成本低；
[0021](3)合成的拟薄水铝石，胶溶性高、晶型完整、纯度高可以直接用于做分子筛合成原料和催化剂载体。
附图说明
[0022]图1为实施例1产品的XRD谱图。
具体实施方式
[0023]本专利技术提供一种拟薄水铝石胶溶指数的测量方法，具体操作如下:
[0024](1)拟薄水铝石进行热重测试，热重结果在800℃时的固体剩余质量百分数*2g为拟薄水铝石的固含量，记为M0；
[0025](2)称取(1.4/M0)g的样品于烧杯中，加水(M0*10
‑
1.4/M0)g，将试剂稀释成含有10％Al2O3浆液，在搅拌下加入(M0*0.2/1.4)g硝酸，继续搅拌10min，得到澄清溶液；
[0026](3)称取约6g步骤(2)中得到的溶液于试管中，离心处理(4000r/min，15min)，将试管内上清液倒入坩埚中，在烘箱中120℃下保温干燥1h，随后转移至马弗炉中以10℃/min升温至550℃保温反应1h，冷却，坩埚中烘干固体质量记为W1；
[0027](4)另外称取与步骤(3)中相同质量的澄清溶液于坩埚中，在120℃烘箱中保温干燥1h，随后转移至马弗炉中以10℃/min升温至550℃保温反应1h，冷却，坩埚中烘干固体质量记为W2；
[0028](5)计算结果：胶溶指数＝W1/W2*100％。
[0029]下面通过实施例详述本专利技术，但本专利技术并不局限于这些实施例。
[0030]实施例1
[0031]预配液制备：首先在烧杯中加入259g液碱，在搅拌的状态下分批次加入125g氢氧化铝，持续搅拌一段时间，随后转移到晶化釜反应得到偏铝酸钠溶液，最后将其过滤得到澄清透明溶液。其中原料中氧化物的苛性比为1.3。
[0032]高胶溶性拟薄水铝石制备：首先取上述得到预配液加水稀释至溶液中Al2O3浓度为60g/L，通入二氧化碳成胶得到拟薄水铝石浆料。随后浆料通过离心机在4000r/min离心5min，得到拟薄水铝石湿料。接着将湿料在25℃条件下，使用1wt％的硝酸水溶液中打浆5
次，蒸馏水打浆1次，每次打浆5min，同时每次打浆后均需离心。得到湿料在烘箱中一段式升温至95℃，动态老化10h，最后老化样品在65℃下干燥8h，得到高胶溶性拟薄水铝石。XRD谱图如图1所示。
[0033]实施例2
[0034]预配液制备：首先在烧杯中加入430g液碱，在搅拌的状态下分批次加入151g氢氧化铝，持续搅拌一段时间，随后转移到晶化釜反应得到偏铝酸钠溶液，最后将其过滤得到澄清透明溶液。其中原料中氧化物的苛性比为1.8。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以二氧化碳为原料合成高胶溶性拟薄水铝石的方法，其特征在于，所述方法包括：(1)预配液制备与纯化：氢氧化铝和液碱反应得到偏铝酸钠预配液，过滤得到澄清透明溶液；(2)稀释与成胶：预配液加水稀释，通入二氧化碳得到拟薄水铝石浆料；(3)离心与低温打浆：浆液通过离心机在3000
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5000r/min转速下处理2
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15min，得到拟薄水铝石湿料，随后将得到拟薄水铝石湿料在15
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25℃下，通过加有助剂的洗涤水打浆3
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7次，打浆时间为5
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15min，每次打浆后均需离心处理；(4)快速老化：打浆后的样品在65
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95℃烘箱中老化3
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10h；(5)干燥，制得拟薄水铝石：老化后样品在50
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80℃的烘箱中干燥6
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈茂重，王亮，李宏伟，刘湘湘，贺大威，阎平轩，姚心如，周泓玉，于慧，李世洪，李枫，张铭，
申请(专利权)人：中科催化新技术大连股份有限公司，
类型：发明
国别省市：