螺旋通道型旋转床(RBHC)可控制备大孔容纳米纤维状拟薄水铝石

摘要

拟薄水铝石又称假勃姆石（pseudo boeh mite）是一种胶态的、结晶不够完整的氧化铝水合物，是铝系水合物中一个重要晶型，其产品无毒、无臭、无味，白色胶状（湿品）或粉末（干品），晶相纯度高，成型性能好，具有解变性凝胶的特点，将其煅烧生成的γ-Al2O3广泛用于催化剂行业做粘结剂及载体，特别是随着人们对轻质油品需求的不断增加以及环保意识的逐渐加强，为了加强对资源的利用，重油及渣油加氢处理技术越来越为人们所重视。大孔容的氧化铝载体将有利于提高催化剂的脱金属活性和反应稳定性，并抑制催化剂表面结焦，对炼油工业有着非常重要的意义，所以具有较好孔结构的拟薄水铝石及活性氧化铝的研究一直是国内外研究的重点。
　　 拟薄水铝石的制备方法众多，但大孔容、大表面的拟薄水铝石制备的报道不多。目前，工业化生产的拟薄水铝石都存在孔容偏小等一些不足之处，对制备较大孔容的拟薄水铝石大多还停留在实验室阶段，实际应用较少。例如，采用双氧水沉淀法能制备出较大孔容及大比表面的拟薄水铝石，但是这种生产方法需要防腐蚀设备和消耗昂贵的化工原料，而且难于实现工业化生产。所以提出一套经济可行的制备具有较好的孔结构的拟薄水铝石及活性氧化铝的工艺一直是研究者们追求的目标，在众多拟薄水铝石的制备方法当中铝酸钠溶液碳分法由于是嫁接在冶金级氧化铝的生产流程中，具有流程简单，成本低廉，物料易回收的特点，具有广阔前景的一种生产方法。超重力技术是一项“三传一反”化工过程的新型技术及设备，在超重力环境下，分子扩散和相间传质过程均比常规重力场下要快，当超重力达到数百倍乃至千倍地球重力场时，产生的巨大的和快速更新的相界面，使相间传质速率比传统塔设备提高1～3个数量级，并且大大提高了液泛速率，使得生产强度成倍提高，微观混合和传质过程得到极大的强化。同时，在超重力条件下，不仅使整个反应过程的加快，气体的线速度也得到大幅度提高，这使单位设备体积的生产效率得到1～2个数量级的提高。螺旋通道型旋转床（RBHC）就是一种较好的超重力反应器，其采用了螺旋线形通道，旋转转子不用装填填料，解决了旋转填充床容易堵塞等问题，是一种应用前景较好的纳米材料制备方法。基于以上原因本文对利用螺旋通道型旋转床（RBHC）偏铝酸钠溶液碳化法制备大孔容、大比表面纳米拟薄水铝石进行了研究。
　　 本文在课题组已有的研究工作基础上，结合相关文献，系统研究了超重力水平、反应物浓度、气液比及干燥工艺对拟薄水铝石的影响，重点研究了干燥工艺对产品的团聚现象，生产的稳定性的影响，结果表明，采用螺旋通道型旋转床能制备出具有较大孔容和比表面积的拟薄水铝石，采用共沸蒸馏能较好的解决产品在干燥过程的团聚现象，大大提高了生产的稳定性。而且通过对这种表面活性剂与拟薄水铝石湿凝胶共沸的研究还得知，表面活性剂重复使用的情况较好，可大大的降低生产成本。
　　 本文在原有工艺的路线上，提出的超重力法结合共沸蒸馏的工艺路线，很好的解决了拟薄水铝石在生产过程中的团聚现象，并能较好的可控制备出大比表面、大孔容的网状拟薄水铝，经高温焙烧可得到效果较好的活性氧化铝。此工艺具有很好的经济效益和环境效益，为我国炼油工业的发展提供了一种效果较好的催化剂基质和载体。目前采用RBHC制备拟薄水铝工艺已经准备在中国石化总公司催化剂分公司长岭催化剂公司进入工业化生产的阶段。