一种中和法连续生产拟薄水铝石的方法

摘要

本发明特别涉及一种中和法连续生产拟薄水铝石的方法，属于拟薄水铝石技术领域，方法包括：将铝盐溶液和铝酸盐溶液混合进行一段连续中和反应，得到拟薄水铝石前驱体；将碳酸盐溶液和所述拟薄水铝石前驱体混合进行二段连续中和反应，得到拟薄水铝石粗品；将所述拟薄水铝石粗品进行连续老化，后进行连续洗涤、烘干，得到拟薄水铝石；本法能够连续进行生产，且生产的拟薄水铝石属大孔、中等密度拟薄水铝石产品，具有孔体积大、比表面积高、晶粒均匀，热稳定性好，孔径分布集中、强度高、耐磨性好等特点，生产的产品质量稳定，简单可行，生产成本低，能满足更广泛的应用领域，易于工业推广。

说明书

技术领域

本发明属于拟薄水铝石技术领域，特别涉及一种中和法连续生产拟薄水铝石的方法。

背景技术

随着目前石油资源的日益劣质以及环保法规对车用汽柴油中的硫、烯烃及芳烃含量的要求越来越严格，要生产满足要求的清洁汽柴油，必须对重油进行加氢预处理，发展重油加氢和FCC原料加氢处理技术。由于重油中大分子烃含量多，氮、硫以及金属含量高，现有的催化剂在生产稳定性和寿命等方面受到严重影响，为有效解决重油组分在催化剂孔道内扩散阻力过大、重金属杂质沉积和焦结而导致的催化剂活性下降或失活等问题，迫切需求在石油加工行业中广泛应用的γ-Al

目前，拟薄水铝石典型生产工艺分为醇铝法、中和法和碳化法三类：

醇铝法工艺是采用高级醇和高纯铝旋屑作为原料，先反应生成高级醇铝Al(OR)

碳化法工艺是向铝酸钠溶液中通入CO

中和法工艺是由铝盐(氯化铝、硫酸铝、硝酸铝等铝盐)与铝酸盐(或弱碱性盐)进行中和反应制备拟薄水铝石。该工艺主要缺点是产品阴离子含量高，产品品质受间歇法生产影响波动较大。具有孔容大、孔径分布集中的优点。目前国内主要是间歇方式生产，连续合成的工业化生产比较少。

发明内容

本申请的目的在于提供一种中和法连续生产拟薄水铝石的方法，已解决目前连续合成的工业化生产比较少的问题。

本发明实施例提供了一种中和法连续生产拟薄水铝石的方法，所述方法包括：

将铝盐溶液和铝酸盐溶液混合进行一段连续中和反应，得到拟薄水铝石前驱体；

将碳酸盐溶液和所述拟薄水铝石前驱体混合进行二段连续中和反应，得到拟薄水铝石粗品；

将所述拟薄水铝石粗品进行连续老化，后进行连续洗涤、烘干，得到拟薄水铝石。

可选的，所述铝盐溶液包括氯化铝溶液或硫酸铝溶液，所述氯化铝溶液中氧化铝的质量浓度为100g/L-200g/L，所述硫酸铝溶液中氧化铝的质量浓度为100g/L-110g/L。

可选的，所述铝酸盐溶液包括偏铝酸钠溶液，所述偏铝酸钠溶液中氧化铝的质量浓度为70g/L-120g/L。

可选的，所述碳酸盐溶液包括碳酸钠溶液，所述碳酸钠溶液中碳碱的质量浓度为50g/L-200g/L。

可选的，所述一段连续中和反应中，所述铝盐溶液的进料速度为0.2m

可选的，所述一段连续中和反应的反应温度为50℃-70℃。

可选的，所述二段连续中和反应中，所述碳酸盐溶液的进料速度为0.5m

可选的，所述二段连续中和反应的温度为85℃-95℃。

可选的，所述拟薄水铝石粗品的pH值为9.0-11。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种中和法连续生产拟薄水铝石的装置，所述装置包括：

一段反应单元，用以将铝盐溶液和铝酸盐溶液混合进行一段连续中和反应，得到拟薄水铝石前驱体；

二段反应单元，将碳酸盐溶液和所述拟薄水铝石前驱体混合进行二段连续中和反应，得到拟薄水铝石粗品，并进行老化，所述二段反应单元连通所述一段反应单元，用以接受所述一段反应单元排出的拟薄水铝石前驱体；

洗涤单元，用以将所述拟薄水铝石粗品进行洗涤；所述洗涤单元连通所述二段反应单元，用以接受所述拟薄水铝石粗品；

烘干单元，用以将洗涤后的所述拟薄水铝石粗品进行烘干；所述烘干单元连通所述洗涤单元，用以接受洗涤后的所述拟薄水铝石粗品。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例提供的中和法连续生产拟薄水铝石的方法，所述方法包括：将铝盐溶液和铝酸盐溶液混合进行一段连续中和反应，得到拟薄水铝石前驱体；将碳酸盐溶液和所述拟薄水铝石前驱体混合进行二段连续中和反应，得到拟薄水铝石粗品；将所述拟薄水铝石粗品进行连续老化，后进行连续洗涤、烘干，得到拟薄水铝石；本法能够连续进行生产，且生产的拟薄水铝石属大孔、中等密度拟薄水铝石产品，具有孔体积大、比表面积高、晶粒均匀，热稳定性好，孔径分布集中、强度高、耐磨性好等特点，生产的产品质量稳定，简单可行，生产成本低，能满足更广泛的应用领域，易于工业推广。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供的方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的工艺的框图。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

根据本发明一种典型的实施方式，提供了一种中和法连续生产拟薄水铝石的方法，所述方法包括：

S1.将铝盐溶液和铝酸盐溶液混合进行一段连续中和反应，得到拟薄水铝石前驱体；

作为一种可选的实施方式，铝盐溶液包括氯化铝溶液或硫酸铝溶液，所述氯化铝溶液中氧化铝的质量浓度为100g/L-200g/L，所述硫酸铝溶液中氧化铝的质量浓度为100g/L-110g/L。

氯化铝或硫酸铝溶液中氧化铝浓度过低，影响拟薄水铝石结晶形态，结晶度低；氧化铝浓度过高，拟薄水铝石晶核生长速度过快，晶体结构不完善，孔径分布宽，影响催化剂使用性能。

作为一种可选的实施方式，所述铝酸盐溶液包括偏铝酸钠溶液，所述偏铝酸钠溶液中氧化铝的质量浓度为70g/L-120g/L。

铝酸钠溶液溶液中氧化铝浓度过低，影响拟薄水铝石结晶形态，结晶度低；氧化铝浓度过高，拟薄水铝石晶核生长速度过快，晶体结构不完善，孔径分布宽，影响催化剂使用性能。同时，氧化铝浓度过低，单位反应体积产能低，影响生产经济效益。

作为一种可选的实施方式，所述一段连续中和反应中，所述铝盐溶液的进料速度为0.2m

中和反应反应过程中需要控制铝盐和铝酸盐进料速度，进料速度决定中和反应速度，进料速度过快，晶体成核和生长过快，晶体发育不完善，孔径分布不均匀，使用效果差；进料速度过慢，单位时间单位体积产能过低，影响经济效益。

作为一种可选的实施方式，所述一段连续中和反应的反应温度为50℃-70℃。

中和反应温度影响产品最终晶体形态，该温度取值过大，晶体生长速度快，晶体发育不完善，同时晶体成核速度小于生长速度，影响拟薄水铝石孔体积。该温度取值过小，晶体生长发育慢，最终产品中无定型凝胶含量高，拟薄水铝石结晶度低，孔体积小。

S2.将碳酸盐溶液和所述拟薄水铝石前驱体混合进行二段连续中和反应，得到拟薄水铝石粗品；

作为一种可选的实施方式，所述碳酸盐溶液包括碳酸钠溶液，所述碳酸钠溶液中碳碱的质量浓度为50g/L-200g/L。

作为一种可选的实施方式，所述二段连续中和反应中，所述碳酸盐溶液的进料速度为0.5m

二段连续中和反应的碳酸钠溶液中碳碱的质量浓度为50g/L-200g/L，所述拟薄水铝石前驱体混合液PH值大约为6左右，碳酸钠溶液PH值大约11左右，他们进行中和反应的PH值终点大约8-9左右，因此，中和反应浓度在上述数值范围比较适宜，否则影响产品最终晶体形态，该浓度取值过大，晶体生长速度快，晶体发育不完善，影响拟薄水铝石孔体积。该浓度取值过小，晶体生长发育慢，最终产品中前驱体含量高，拟薄水铝石结晶度低，孔体积小。

作为一种可选的实施方式，所述二段连续中和反应的温度为85℃-95℃。

控制二段连续中和反应的反应温度为85℃-95℃，中和反应温度影响产品最终晶体形态，该温度取值过大，晶体生长速度快，晶体发育不完善，影响拟薄水铝石孔体积，孔体积小。该温度取值过小，晶体生长发育慢，最终产品中前驱体含量高，拟薄水铝石结晶度低，晶粒度偏小，生产效率低。

作为一种可选的实施方式，所述拟薄水铝石粗品的pH值为9.0-11。

这个区间适合生产拟薄水铝石，PH值偏高会生成杂质氢氧化铝，PH偏低会延迟晶核生长，前驱体含量偏高。

S3.将所述拟薄水铝石粗品进行连续老化，后进行连续洗涤、烘干，得到拟薄水铝石。

具体而言，本发明所述的铝盐(硫酸铝、氯化铝等铝盐)溶液和铝酸盐(铝酸钠)溶液，以及碳酸盐(碳酸钠、碳酸铵等弱碱性溶液)溶液连续反应制大孔容拟薄水铝石工艺。其特征在于用氯化铝(硫酸铝、硝酸铝等)溶液和铝酸钠溶液在一定温度反应槽内进行一段连续中和反应，合成大孔拟薄水铝石前驱体；前驱体料浆与碳酸钠溶液并流进行二段连续中和反应为特征的新型工艺进行合成反应，得到大孔容拟薄水铝石；其中，一段反应原料加入方式：用流量计控制铝盐溶液进入一段反应槽，入口在槽口上氯化铝溶液进料速度为0.2-1m

根据本发明另一种典型的实施方式，提供了一种中和法连续生产拟薄水铝石的装置，所述装置包括：

一段反应单元，用以将铝盐溶液和铝酸盐溶液混合进行一段连续中和反应，得到拟薄水铝石前驱体；

二段反应单元，将碳酸盐溶液和所述拟薄水铝石前驱体混合进行二段连续中和反应，得到拟薄水铝石粗品，并进行老化，所述二段反应单元连通所述一段反应单元，用以接受所述一段反应单元排出的拟薄水铝石前驱体；

洗涤单元，用以将所述拟薄水铝石粗品进行洗涤；所述洗涤单元连通所述二段反应单元，用以接受所述拟薄水铝石粗品；

烘干单元，用以将洗涤后的所述拟薄水铝石粗品进行烘干；所述烘干单元连通所述洗涤单元，用以接受洗涤后的所述拟薄水铝石粗品。

根据本发明另一种典型的实施方式，提供了一种中和法连续生产的拟薄水铝石的应用，所述应用包括将中和法连续生产的拟薄水铝石用于加氢预处理、加氢裂化、渣油加氢和加氢精制等的催化剂，同时，也可作为精细磨料及高温粘合剂的重要组分。

下面将结合实施例、对照例及实验数据对本申请的中和法连续生产拟薄水铝石的方法进行详细说明。

实施例1

本发明所述的一段反应是将氯化铝溶液，进料浓度为100g/l，进料速度为0.2m

实施例2

本发明所述的一段反应是将氯化铝溶液，进料浓度为200g/l，进料速度为1m

实施例3

本发明所述的一段反应是将氯化铝溶液，进料浓度为150g/l，进料速度为1m

对比例1

本发明所述的一段反应是将氯化铝溶液，进料浓度为30g/l，进料速度为3m

对比例2

本发明所述的一段反应是将氯化铝溶液，进料浓度为210g/l，进料速度为0.1m

将实施例1-3和对比例4-5制得的拟薄水铝石进行检测，结果如下表所示：

由上表可得，采用本发明实施例提供的方法制得的拟薄水铝石的孔容值为1.1-1.35ml/g，比表面积均值为330-363m

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：

(1)本发明实施例提供的方法通过中和法连续的工艺条件来控制产品的孔容、比表面积、结晶度、晶粒度、以及SiO

(2)本发明实施例提供的方法制得的拟薄水铝石属大孔、中等密度拟薄水铝石产品，具有孔体积大、比表面积高、晶粒均匀，热稳定性好，孔径分布集中、强度高、耐磨性好等特点，生产的产品质量稳定，简单可行，生产成本低，能满足更广泛的应用领域，易于工业推广；

(3)本发明实施例提供的的方法制得的拟薄水铝石广泛应用于加氢预处理、加氢裂化、渣油加氢、加氢精制等催化剂，也可作为精细磨料及高温粘合剂的重要组分。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。