一种提高氧化铝催化剂载体高温稳定性方法
文献发布时间:2023-06-19 12:08:44
技术领域
本发明涉及催化剂材料技术领域,具体涉及一种提高氧化铝催化剂载体高 温稳定性方法。
背景技术
针对宝贵的石油资源,哪怕是品质较差的高硫重油,都需要对其 进行深加工,以提高其附加值。在石油深加工过程中,流化催化裂化 (FCC)工艺是至关重要的一道工序。在提质过程中,原料油中氮、硫 元素转化成氮氧化物和硫氧化物随着再生烟气直接排入大气。氮氧化 物的种类很多,其中N
氧化铝是一种多孔性且高分散度的固体物料,具有良好的吸附性能、表面 酸性和热稳定性。氧化铝有很多结晶态,已经确定的氧化铝有α、β、γ、δ、 θ、η、ρ、χ等晶型。氧化铝可作为吸附剂、催化剂及载体应用于许多化工 过程。有序双孔氧化铝是一种同时具有有序大孔和中孔的新型材料,其大孔贯 穿整个颗粒且互相平行,蠕虫状的中孔贯穿大孔孔壁。这种结构与现有的微孔 或中孔结构相比较,对于小分子反应影响不大,但是对于稍大一些的反应物分 子,如裂解汽油加氢反应体系的芳基烯烃,该孔结构就可以体现出优越性。一方面有序的大孔通道有利于反应物分子迅速到达催化活性位,同时产物分子又 能以较快速度扩散出来,另一方面由于中孔的存在,催化剂比表面积将增加, 有利于活性组份在催化剂表面的均匀分散。
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发明内容
本发明要解决的问题是提供一种结构有序、工艺简单的提高氧化铝催化剂 载体高温稳定性方法。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种提高氧化铝催化剂 载体高温稳定性方法,包括以下步骤:
步骤一:采用硝酸与硝酸钡与去离子水按照1:1:1-1:1:2的比例配置溶液, 得到混合液,向所述混合液中添加表面活性剂,得到水解液;通过在载体中复 合氧化钡,使碱土金属离子引入到氧化铝的晶格中,能够抑制烧结和稳固晶型, 且能够对两种不同的晶型起到协同作用,从而使载体之内的微观结构更为稳固;
步骤二:采用拟薄水铝石粉与仲丁醇铝或异丙醇铝加入净化水中,调制成 水解浆料;通过拟薄水铝石粉与仲丁醇铝或异丙醇铝的融合添加,既能减少原 料的价格,又能通过混合在一起进行化学处理,成型为不同晶型的晶粒,从而 使载体具有优良的热稳定性、高钠耐受性、高活性与低贵金属加载量,并且具 有高孔体积和高表面;
步骤三:将所述水解液缓慢加入至水解浆料中,进行水解,得到悬浊液, 将所述悬浊液进行离心分离、洗涤和索氏萃取,得到滤饼;
步骤四:将所述滤饼进行干燥,得到干燥滤饼,将所述干燥滤饼进行焙烧 得到载体。
进一步的,步骤一中,所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵或聚氧乙 烯脂肪醇醚。
进一步的,步骤三中,所述索氏萃取的萃取时间为24-36h,溶剂为乙醇。
进一步的,步骤三中,所述洗涤采用蒸馏水进行反复冲洗,所述冲洗次数 不少于三次。
进一步的,步骤二中,所述拟薄水铝石粉与仲丁醇铝或异丙醇铝的质量比 为1:1-2:1。
进一步的,步骤三中,所述水解液的加入速率为2-4g/min,水解温度为 20-70℃,水解时间为2-4h,搅拌速率为200-700r/min。
进一步的,步骤四中,干燥温度为60-90℃,干燥时间为2-3h。
进一步的,步骤四中,焙烧温度为400-800℃,升温速率为1-5℃/min,焙 烧时间为2-4h。
进一步的,步骤一中,所述硝酸的浓度为4-6wt%。
进一步的,步骤二中,所述水解浆料的固体浓度为25-35wt%。
与现有技术相比,本发明具有的优点和积极效果是:
本发明提供的提高氧化铝催化剂载体高温稳定性方法,通过拟薄水铝石粉 与仲丁醇铝或异丙醇铝的融合添加,既能减少原料的价格,又能通过混合在一 起进行化学处理,成型为不同晶型的晶粒,从而使载体具有优良的热稳定性、 高钠耐受性、高活性与低贵金属加载量,并且具有高孔体积和高表面。
本发明提供的提高氧化铝催化剂载体高温稳定性方法,通过在载体中复合 氧化钡,使碱土金属离子引入到氧化铝的晶格中,能够抑制烧结和稳固晶型, 且能够对两种不同的晶型起到协同作用,从而使载体之内的微观结构更为稳固。
具体实施方式
为了更好的理解本发明,下面结合具体实施例对本发明进行进一步的描述。
实施例1:
步骤一:采用硝酸与硝酸钡与去离子水按照1:1:1的比例配置溶液,得到 混合液,硝酸的浓度为4wt%,向混合液中添加十六烷基三甲基溴化铵,得到 水解液;
步骤二:采用拟薄水铝石粉与仲丁醇铝加入净化水中,拟薄水铝石粉与仲 丁醇铝的质量比为1:1,调制成水解浆料,水解浆料的固体浓度为25wt%;
步骤三:将水解液缓慢加入至水解浆料中,进行水解,水解液的加入速率 为4g/min,水解温度为20℃,水解时间为2h,搅拌速率为200r/min,得到悬 浊液,将悬浊液进行离心分离,采用蒸馏水进行反复冲洗,冲洗三次,然后进 行索氏萃取,索氏萃取的萃取时间为24h,溶剂为乙醇,得到滤饼;
步骤四:将滤饼进行干燥,干燥温度为60℃,干燥时间为3h,得到干燥滤 饼,将干燥滤饼进行焙烧得到载体,焙烧温度为400℃,升温速率为1℃/min, 焙烧时间为4h。
实施例2:
步骤一:采用硝酸与硝酸钡与去离子水按照1:1:2的比例配置溶液,得到 混合液,硝酸的浓度为5wt%,向混合液中添加十六烷基三甲基溴化铵,得到 水解液;
步骤二:采用拟薄水铝石粉与仲丁醇铝加入净化水中,拟薄水铝石粉与仲 丁醇铝的质量比为1.7:1.3,调制成水解浆料,水解浆料的固体浓度为30wt%;
步骤三:将水解液缓慢加入至水解浆料中,进行水解,水解液的加入速率 为3g/min,水解温度为50℃,水解时间为3h,搅拌速率为500r/min,得到悬 浊液,将悬浊液进行离心分离,采用蒸馏水进行反复冲洗,冲洗三次,然后进 行索氏萃取,索氏萃取的萃取时间为30h,溶剂为乙醇,得到滤饼;
步骤四:将滤饼进行干燥,干燥温度为75℃,干燥时间为3h,得到干燥滤 饼,将干燥滤饼进行焙烧得到载体,焙烧温度为550℃,升温速率为3℃/min, 焙烧时间为2h。
实施例3:
步骤一:采用硝酸与硝酸钡与去离子水按照2:2:3的比例配置溶液,得到 混合液,硝酸的浓度为5wt%,向混合液中添加聚氧乙烯脂肪醇醚,得到水解 液;
步骤二:采用拟薄水铝石粉与异丙醇铝加入净化水中,拟薄水铝石粉与异 丙醇铝的质量比为3:2,调制成水解浆料,水解浆料的固体浓度为30wt%;
步骤三:将水解液缓慢加入至水解浆料中,进行水解,水解液的加入速率 为4g/min,水解温度为70℃,水解时间为4h,搅拌速率为700r/min,得到悬 浊液,将悬浊液进行离心分离,采用蒸馏水进行反复冲洗,冲洗次数大于三次, 然后进行索氏萃取,索氏萃取的萃取时间为36h,溶剂为乙醇,得到滤饼;
步骤四:将滤饼进行干燥,干燥温度为90℃,干燥时间为2h,得到干燥滤 饼,将干燥滤饼进行焙烧得到载体,焙烧温度为800℃,升温速率为5℃/min, 焙烧时间为2h。
实施例4:
步骤一:采用硝酸与硝酸钡与去离子水按照1:1:1的比例配置溶液,得到 混合液,硝酸的浓度为6wt%,向混合液中添加聚氧乙烯脂肪醇醚,得到水解 液;
步骤二:采用拟薄水铝石粉与异丙醇铝加入净化水中,拟薄水铝石粉与异 丙醇铝的质量比为2:1,调制成水解浆料,水解浆料的固体浓度为35wt%;
步骤三:将水解液缓慢加入至水解浆料中,进行水解,水解液的加入速率 为2g/min,水解温度为70℃,水解时间为2h,搅拌速率为700r/min,得到悬 浊液,将悬浊液进行离心分离,采用蒸馏水进行反复冲洗,冲洗三次,然后进 行索氏萃取,索氏萃取的萃取时间为36h,溶剂为乙醇,得到滤饼;
步骤四与实施例3相同。
实施例1-4中数据对比具体见表1:
表1.实施例1-4中数据对比
对比例1:
步骤一与实施例2不同的为,不添加硝酸钡,仅为浓度为5wt%的硝酸与 去离子水按照1:1配置的溶液;
步骤二-步骤四与实施例2相同。
对比例2:
步骤一与实施例2不同的为,水解液中不含有表面活性剂;
步骤二-步骤四与实施例2相同。
实验例:
该实验例考察了材料的介电常数和物理性能的。
对照组A和对照组B:分别采用对比例1和对比例2提供的方案,对照组A 所不同的是不添加硝酸钡,仅为浓度为5wt%的硝酸与去离子水按照1:1配置 的溶液;
对照组B所不同的是水解液中不含有表面活性剂;
实验组A、实验组B、实验组C和实验组D:分别采用实施例1-4的技术方 案;
对实验组A-C与对照组A-B进行热稳定性的测定,将其于1200℃下进行煅 烧,测定其比表面积,结果见表2。
表2.热稳定性的测定
通过表1可知,经过本发明的方法进行制造的载体,的热稳定性相较于对 照组更好,在经过1200℃,24h的煅烧后实验组A-D相较于对照组A-B均保持 了一个较好的比表面积,且在煅烧12h后未造成进一步的坍塌,而对照组A-B 迅速的由初始的比表面积降低至8m
以上对本发明的实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实 施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变 化与改进等,均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
- 一种提高氧化铝催化剂载体高温稳定性方法
- 氧化铝载体、含氧化铝载体催化剂制备方法及催化剂应用