改性铝溶胶及其制备方法与应用与流程

本发明涉及催化裂化材料用铝溶胶领域，具体涉及一种改性铝溶胶及其制备方法与应用。

背景技术：

1、铝溶胶是重要的fcc催化剂粘结剂，但其存在焙烧成氧化铝后孔体积较小，自身酸性较弱等问题。熊晓云等人研究表明，随着铝溶胶用量的增加，催化剂机械强度增加，但孔体积逐渐降低，并伴随着重油裂化能力下降。当铝溶胶质量分数由6％增加至9％时，催化剂孔体积由0.42cm3/g降至0.38cm3/g，降幅明显。这一方面是由于铝溶胶中粒径较小的纳米粒子进入催化剂中、大孔，堵塞孔道所致，另一方面也与铝溶胶自身的酸性较弱有关。为提升载体对重油大分子的预裂化能力，可以采取将γ-al2o3中引入一种或多种其他元素如si、p、ti等，调变催化剂的酸性和/或改善活性组分与载体间的相互作用。

2、中国专利申请cn1110304a公布了一种在成胶过程中通过分步引入硅和磷，过滤干燥制备成大孔含硅、磷的氧化铝，但此氧化铝孔大，胶溶性较差，载体表面酸性质较弱。

3、中国专利申请cn107376887a提供了一种用单晶硅与氢氧化钠溶液反应，冷却，经离子交换洗钠后制得硅溶胶；按照sio2:al2o3重量比为(1-4):1在20-50℃下将硅溶胶与铝溶胶进行液相混合1-3h，得到硅铝溶胶。

4、中国专利申请cn1552801a公开了一种含硅溶胶粘结剂的催化裂化催化剂及其制备方法，它采用硅溶胶粘结剂基质或硅溶胶与部分胶溶拟薄水铝石相结合的复合粘结剂基质，不但增强了催化剂的大分子裂解能力，同时又保证其具有良好的耐磨性能，其制备方法既可以采用间歇方式也可以采用多股物流连续成胶的方式，具有工艺简单、生产能力大等特点。

5、目前，渣油等重质原料深度加工成为炼厂提升效益的一种重要手段，与此同时对于催化剂裂化性能要求提高。因此，改进催化剂成胶过程中的粘结剂，增加其孔体积，促进烃类大分子在基质内扩散，同时提高其预裂化能力将对催化剂的质量升级具有重要的意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种改性铝溶胶及其制备方法与应用，该制备方法操作简单，成本较低，其制备的改性铝溶胶作为粘结剂制备催化材料时，催化材料具有较高的孔体积，可使得催化材料具有较高的轻、重油裂化能力。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种改性铝溶胶的制备方法，其中，包括以下步骤：

3、(1)在温度60-90℃条件下，将第一铝源与酸进行第一接触反应；

4、(2)在温度70-80℃条件下，将步骤(1)所得料液与第二铝源进行第二接触反应；

5、(3)于步骤(2)所得料液加入硅源和纳米纤维素进行第三接触反应，得到改性铝溶胶。

6、本发明第二方面提供一种第一方面所述的制备方法制得的改性铝溶胶。

7、本发明第三方面提供一种第二方面所述的改性铝溶胶在催化裂化反应中的应用。

8、通过上述技术方案，本发明可以获得如下有益效果：

9、(1)在富含羟基的铝溶胶表面引入硅源，能够提升铝溶胶的酸量，同时引入纳米纤维素后制备改性铝溶胶，优选情况下，该改性铝溶胶与分子筛、高岭土等材料复合焙烧后制备催化材料，能够提高催化材料的酸量及孔体积，并提高催化材料的催化裂化能力，例如轻油微反应活性和重油裂解能力。

10、(2)生产成本低，原料利用率高。

11、(3)制得的改性铝溶胶，焙烧成氧化铝后孔体积增加。

技术特征：

1.一种改性铝溶胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一铝源和第二铝源各自独立地选自氢氧化铝、铝锭、铝片、铝屑、铝粉、氯化铝、硝酸铝、拟薄水铝石、一水软铝石、矾土矿和异丙醇铝中的至少一种；

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一铝源与第二铝源的重量比为1:(0.2-0.6)，优选为1:(0.2-0.5)，其中，所述第一铝源和第二铝源均以铝原子计。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，步骤(1)中，所述酸为有机酸和/或无机酸，优选为无机酸，进一步优选选自盐酸、硝酸和磷酸中的至少一种；

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，步骤(3)中，所述硅源选自水玻璃、四氯化硅、丙酸三甲基硅酯、三甲基硅烷、三甲基硅基甲磺酸酯、硅溶胶和硅酸四乙酯中的至少一种，优选为丙酸三甲基硅酯、三甲基硅基甲磺酸酯、硅溶胶和硅酸四乙酯中的至少一种；

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，步骤(3)中，所述纳米纤维素的粒径为20-50nm；

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，所述第一接触反应的时间为15-24h；

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的制备方法制得的改性铝溶胶。

9.根据权利要求8所述的改性铝溶胶，其中，所述改性铝溶胶中，以al2o3计的铝的含量为20-25重量％，以si计的硅的含量为0.2-1重量％。

10.根据权利要求8或9所述的改性铝溶胶，其中，所述改性铝溶胶的ph为2.8-3.3，铝氯质量比为1.2-1.6，优选为1.3-1.5。

11.权利要求8-10中任意一项所述的改性铝溶胶在催化裂化反应中的应用。

技术总结本发明涉及催化裂化材料用铝溶胶领域，公开了一种改性铝溶胶及其制备方法与应用。一种改性铝溶胶的制备方法，其中，包括以下步骤：(1)在温度60‑90℃条件下，将第一铝源与酸进行第一接触反应；(2)在温度70‑80℃条件下，将步骤(1)所得料液与第二铝源进行第二接触反应；(3)于步骤(2)所得料液加入硅源和纳米纤维素进行第三接触反应，得到改性铝溶胶。该制备方法所制备的改性铝溶胶作为催化裂化材料的原料组分，能够提升催化材料的孔体积、比表面积和酸量，促进其裂化能力。技术研发人员：周丽娜,欧阳颖,邢恩会,罗一斌,舒兴田受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2