从铝土矿直接制备氧化铝载体的研究

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氧化铝载体因比表面积大、孔容高和机械强度好而被广泛用于石油化工行业。随着石油化工行业的发展,氧化铝载体需求量逐年增加。然而,活性氧化铝的生产并没有-个特定的方法,只是电解铝的衍生产物,而且制备过程较为复杂,成本较高,因此有必要开发一条生产适合用于催化剂载体的氧化铝特定的工艺路线。本文开发了一条直接采用铝土矿的溶出液与硫酸铝中和制取氧化铝载体的新工艺。主要工作包括:不同地区铝土矿的分析、铝土矿溶出影响因素的考察、硫酸铝法工艺的考察及直接用溶出液通过合适的中和条件制备的氧化铝载体的性质研究,研究结果如下:(1)通过对全国主要产地的铝土矿和国外的部分铝土矿进行XRD、XRF和TGA分析,结果表明:在一水硬铝石中,河南铝土矿的铝硅比A/S和铝含量最高,适合用于后续的铝土矿溶出制备氧化铝载体的研究。(2)系统研究了铝土矿的溶出工艺条件对于氧化铝溶出率的影响,在优化的溶出条件(200目的1#河南铝土矿,溶出时间1h、溶出温度260℃、碱液浓度260g/L、配料分子比1.55及氧化钙添加量9%(占铝土矿的质量百分数)下,氧化铝的溶出率可达到93.1%。(3)以分析纯的硫酸铝和偏铝酸钠作为原料系统研究了硫酸铝法制备活性氧化铝的工艺条件对于氧化铝性能的影响规律。结果表明,中和条件(pH和温度)较老化条件(时间、温度和pH)对氧化铝前驱体的类型及其结晶度影响显著。其中,中和pH对氧化铝前驱体的晶型影响最大,中和温度对氧化铝的前驱体的结晶度影响较大,而老化条件只是对氧化铝前驱体的结晶度产生微小影响。另外,中和条件对氧化铝孔结构的影响也较为显著,老化条件影响较小。通过改变中和条件和老化条件,可实现氧化铝比表面积和孔容分别在41~392m2/g和0.15~1.24cm3/g之间调变。(4)在优化的工艺条件下,直接采用铝土矿溶出液通过硫酸铝法合成的活性氧化铝的比表面积可达328m2/g,孔容为0.72cm3/g,纯度超过96%,与商业的氧化铝载体相比,呈现出较高的热稳定性和较低的酸性,可以较好地满足作为催化剂载体的需要。
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