本發(fā)明屬于催化劑載體制備，具體涉及一種半球形氧化鋁催化劑載體的制備方法。

背景技術(shù)：

1、多相催化劑的外觀通常有粉末狀和顆粒狀兩種，其中粉末狀的催化劑多用于間歇式的釜式反應(yīng)器，而顆粒狀的催化劑多用于固定床反應(yīng)器。按照不同工藝和應(yīng)用場(chǎng)景的要求，固定床催化劑的顆粒形狀多種多樣，尺寸也各不相同。常見顆粒催化劑的形狀主要有：球狀、圓柱狀、環(huán)狀、壓片狀、網(wǎng)狀、不規(guī)則狀和條狀等。常見的顆粒催化劑的成型方法有：壓片、擠出、滾動(dòng)、凝聚成球以及噴霧等，此外，將成型后的催化劑經(jīng)過(guò)破碎和篩分，能夠獲得具有一定顆粒尺寸的不規(guī)則顆粒狀催化劑。

2、對(duì)于氣液固三相反應(yīng)的固定床反應(yīng)器來(lái)說(shuō)，不同形狀的催化劑顆?？障堵什煌?，堆密度也不同，從而影響液相和氣相的流動(dòng)特性。典型的滴流床反應(yīng)器中，液相物料以液膜的形式流過(guò)催化劑顆粒表面，催化劑的形狀影響液膜的厚度分布和流動(dòng)曲線，同樣氣相流經(jīng)催化劑表面也受到催化劑形狀的影響。液相和氣相在催化劑表面的充分接觸直接影響著催化反應(yīng)的效果。

3、球形顆粒的堆積能夠獲得相對(duì)較大的堆積密度和較小的空隙率，球形催化劑的裝填和堆積更加接近密相裝填，堆積更加緊實(shí)，床層阻力和壓力降更高，床層的空隙較為均勻，有利于氣液的分布，幾乎不存在架橋的問(wèn)題，因此球形顆粒催化劑的應(yīng)用較為廣泛。在球形顆粒催化劑的床層中，物料在催化劑表面的流動(dòng)特性單一，流動(dòng)路徑和曲線均為弧線。相同直徑的半球形催化劑顆粒能夠最大限度的保持球形催化劑顆粒的特性，將催化劑的外表面積增加50％(因?yàn)榍蛐蔚谋砻娣e為4πr2，球形催化劑裂開后成為2個(gè)半球，增加了2個(gè)圓的面積2πr2。)，同時(shí)還為物料的直線流動(dòng)提供了平面，獲得了兩種流動(dòng)特性。然而受加工方式和難度的限制，難以實(shí)現(xiàn)半球形顆粒催化劑的工業(yè)化應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種操作簡(jiǎn)單、收率高的半球形氧化鋁顆粒催化劑載體的制備方法。

2、本發(fā)明提供的半球形氧化鋁顆粒催化劑載體的制備方法包括下述步驟：

3、步驟1：以油柱成型法制備的球形氧化鋁催化劑載體為前驅(qū)體，將氫氧化鈣水溶液均勻噴灑在前驅(qū)體的表面，使氫氧化鈣水溶液完全覆蓋前驅(qū)體，然后保持30～50min，將固液混合物置于離心機(jī)中進(jìn)行固液分離，收集改性后的前驅(qū)體并進(jìn)行干燥。

4、步驟2：將填孔劑水溶液均勻噴灑在改性后的前驅(qū)體表面，使改性后的前驅(qū)體被完全潤(rùn)濕，靜置30～50min，然后轉(zhuǎn)移到離心機(jī)中進(jìn)行甩干，最后置于干燥焙燒一體爐中進(jìn)行熱處理；其中，所述填孔劑水溶液是單糖水溶液。

5、步驟3：將熱處理后的前驅(qū)體用二氧化碳水溶液浸泡，球形氧化鋁催化劑載體自然裂開成2個(gè)半球，然后將固液混合物轉(zhuǎn)移到離心機(jī)中進(jìn)行固液分離，再用去離子水進(jìn)行充分洗滌至洗滌水電導(dǎo)率低于300us/cm，所得固體轉(zhuǎn)移到烘干焙燒一體爐中進(jìn)行熱處理，獲得半球形氧化鋁催化劑載體。

6、上述步驟1中，所述油柱成型法制備的球形氧化鋁催化劑載體的尺寸為1.5～3mm，比表面積為70～210m2/g，孔容為0.5～0.7ml/g，孔徑為12～29nm。

7、上述步驟1中，優(yōu)選所述氫氧化鈣水溶液的質(zhì)量濃度為0.08％～0.11％。

8、上述步驟1中，優(yōu)選所述干燥的溫度為100～120℃，干燥時(shí)間為5～9h。

9、上述步驟2中，優(yōu)選所述單糖為葡萄糖、半乳糖和甘露糖中任意一種或兩種。

10、上述步驟2中，進(jìn)一步優(yōu)選所述單糖水溶液的質(zhì)量濃度為5％～9％。

11、上述步驟2中，所述熱處理是先在100～120℃干燥5～9h，然后在氮?dú)鈿夥障?00～800℃恒溫炭化4～6h。

12、上述步驟3中，優(yōu)選所述二氧化碳水溶液的質(zhì)量濃度為0.08％～0.11％。

13、上述步驟3中，所述熱處理是先在120～150℃干燥5～9h，然后在空氣氣氛下500～600℃恒溫焙燒4～8h。

14、本發(fā)明的有益效果如下：

15、本發(fā)明以油柱成型法制備的球形氧化鋁催化劑載體為前驅(qū)體，前驅(qū)體經(jīng)氫氧化鈣水溶液改性后，以單糖為填充劑對(duì)其孔道進(jìn)行填充后熱處理，以改造其孔結(jié)構(gòu)，最后用二氧化碳水溶液浸泡，攪拌使其迅速吸水，產(chǎn)生大量吸附熱，使得孔道中吸附的少量水快速氣化，從而將球形前驅(qū)體撐裂，使原本球形的氧化鋁催化劑載體自然裂開成2個(gè)半球。本發(fā)明方法操作簡(jiǎn)單，半球形氧化鋁催化劑載體的收率達(dá)98％以上，具有高效、實(shí)用、收率高等優(yōu)點(diǎn)，能夠產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，且半球形氧化鋁催化劑載體保留了原球形氧化鋁載體的物理特性，同時(shí)增加了50％的外比表面積。

技術(shù)特征：

1.一種半球形氧化鋁催化劑載體的制備方法，其特征在于：所述制備方法包括下述步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半球形氧化鋁催化劑載體的制備方法，其特征在于：步驟1中，所述油柱成型法制備的球形氧化鋁催化劑載體的尺寸為1.5～3mm，比表面積為70～210m2/g，孔容為0.5～0.7ml/g，孔徑為12～29nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半球形氧化鋁催化劑載體的制備方法，其特征在于：步驟1中，所述氫氧化鈣水溶液的質(zhì)量濃度為0.08％～0.11％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半球形氧化鋁催化劑載體的制備方法，其特征在于：步驟1中，所述干燥的溫度為100～120℃，干燥時(shí)間為5～9h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半球形氧化鋁催化劑載體的制備方法，其特征在于：步驟2中，所述單糖選自葡萄糖、半乳糖和甘露糖中任意一種或兩種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的半球形氧化鋁催化劑載體的制備方法，其特征在于：步驟2中，所述單糖水溶液的質(zhì)量濃度為5％～9％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半球形氧化鋁催化劑載體的制備方法，其特征在于：步驟2中，所述熱處理是先在100～120℃干燥5～9h，然后在氮?dú)鈿夥障?00～800℃恒溫炭化4～6h。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半球形氧化鋁催化劑載體的制備方法，其特征在于：步驟3中，所述二氧化碳水溶液的質(zhì)量濃度為0.08％～0.11％。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半球形氧化鋁催化劑載體的制備方法，其特征在于：步驟3中，所述熱處理是先在120～150℃干燥5～9h，然后在空氣氣氛下500～600℃恒溫焙燒4～8h。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種半球形氧化鋁催化劑載體的制備方法，該方法以油柱成型法制備的球形氧化鋁催化劑載體為前驅(qū)體，先將所述前驅(qū)體采用氫氧化鈣水溶液進(jìn)行改性，再采用單糖水溶液對(duì)其孔道進(jìn)行填充改造孔結(jié)構(gòu)，最后用二氧化碳水溶液浸泡，使原本球形的氧化鋁催化劑載體自然裂開成2個(gè)半球，最后進(jìn)行洗滌、干燥和焙燒，獲得半球形氧化鋁催化劑載體。本發(fā)明方法操作簡(jiǎn)單，半球形氧化鋁催化劑載體的收率達(dá)98％以上，具有高效、實(shí)用、收率高等優(yōu)點(diǎn)，能夠產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，且半球形氧化鋁催化劑載體保留了原球形氧化鋁載體的物理特性，同時(shí)增加了50％的外比表面積。

技術(shù)研發(fā)人員：林濤,張力,程杰,鄧明周,馬曉云,杜泓芃,萬(wàn)克柔
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安凱立新材料股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9