超重力連續(xù)碳分法制備納米擬薄水鋁石的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-21 13:53
擬薄水鋁石(Pseudo Boehmite,AlOOH·nH2O,n=0.080.62)是一種結(jié)晶不完全的氧化鋁水合物,廣泛應(yīng)用于石油化工行業(yè),作為催化裂化、催化加氫等工藝中的催化劑載體。隨著原料油呈現(xiàn)重質(zhì)化和劣質(zhì)化的趨勢(shì),大孔容、高比表面積擬薄水鋁石產(chǎn)品的制備成為當(dāng)今研究熱點(diǎn)。目前擬薄水鋁石的生產(chǎn)工藝眾多,本課題采用實(shí)際生產(chǎn)中成本最低的碳分工藝,依托氧化鋁工藝流程,采用中間產(chǎn)物鋁酸鈉精液和煙氣中的CO2作為反應(yīng)原料,解決傳統(tǒng)碳分法工藝中產(chǎn)品孔徑分布不均、結(jié)晶顆粒大、雜質(zhì)多等問題。(1)從理論上分析了超重力連續(xù)碳分制備擬薄水鋁石的可行性,將超重力技術(shù)與連續(xù)碳分工藝相結(jié)合,提出制備擬薄水鋁石的新方法。采用傳統(tǒng)碳分法的原料和錯(cuò)流旋轉(zhuǎn)填料床,在超重力環(huán)境下通過強(qiáng)化微觀混合連續(xù)制備得到擬薄水鋁石。(2)考察NaAlO2溶液濃度、氣液比和超重力因子對(duì)擬薄水鋁石孔隙性能的影響。隨NaAlO2溶液濃度、氣液比和超重力因子的增大,擬薄水鋁石的比表面積和孔容呈先增大后減小的趨勢(shì)。最佳制備條件為N...
【文章來源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
氧化鋁水合物熱轉(zhuǎn)化示意圖
中北大學(xué)學(xué)位論文2圖1-2氧化鋁水合物分類Fig1-2Classificationofhydratedalumina.其中最典型的晶型是過渡相氧化鋁(γ-Al2O3),也稱活性氧化鋁,因其具有比表面積高、孔結(jié)構(gòu)豐富等特點(diǎn),常被用于催化劑、催化劑載體、涂料或研磨劑等行業(yè)。其中,催化劑載體是其最為廣泛應(yīng)用的領(lǐng)域。載體在催化劑中的組成及催化反應(yīng)當(dāng)中的作用極為關(guān)鍵。固體催化劑的主要組成為載體和活性組分,其中載體占比大于70%,載體的主要作用是承擔(dān)活性組分,提供適宜的機(jī)械強(qiáng)度和充當(dāng)熱載體等,由表1-1可知,氧化鋁在催化劑中的使用比例約為56.8%,在載體中所占份額最大。其中石油化工中常用載體為γ-Al2O3及其前驅(qū)體擬薄水鋁石。良好的γ-Al2O3載體具有豐富的中孔結(jié)構(gòu)并且提供適宜的酸中心和適宜的活性中心,提高了催化劑對(duì)大分子化合物的裂解能力,并且兼?zhèn)淞己玫臒岱(wěn)定性與水熱穩(wěn)定性。因此,對(duì)γ-Al2O3及其前驅(qū)體擬薄水鋁石的研究十分必要。表1-1各種載體在催化劑中的使用比例Table1-1Theproportionofeachcarrierusedincatalyst.載體名稱使用比例%氧化鋁56.8沸石分子篩22.2堇青石7.94硅藻土7.46活性炭3.02硅膠1.27鋁溶膠1.16其他0.15
中北大學(xué)學(xué)位論文3擬薄水鋁石(PseudoBoehmite,AlOOH·nH2O,n=0.08~0.62):又稱假一水軟鋁石,是一種不完全結(jié)晶的氧化鋁水合物。一般呈白色膠體狀(濕品)或粉末(干品)[2-3]。擬薄水鋁石主要特點(diǎn)是膠溶性好,適宜作催化劑粘結(jié)劑,提供豐富的中孔結(jié)構(gòu);可在較低溫度下生成常用為催化劑載體的γ-Al2O3,且熱穩(wěn)定性良好的優(yōu)點(diǎn)。因此,制備性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)可控的擬薄水鋁石是制備性能優(yōu)良的γ-Al2O3的前提[4-5]。圖1-3擬薄水鋁石表面羥基及配位圖Fig1-3Hydroxylgrouponthesurfaceandcoordinationmapofpseudo-boehmite圖1-4擬薄水鋁石配位結(jié)構(gòu)圖Fig1-4Coordinationstructureofpseudo-boehmite擬薄水鋁石的表面羥基及結(jié)構(gòu)配位圖如圖1-3和1-4所示,擬薄水鋁石為規(guī)整的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),因此具有較大的比表面積、孔體積和平均孔徑,其微觀結(jié)構(gòu)相對(duì)單一。擬薄水鋁石表面有兩種類型的羥基,因此表面具有較強(qiáng)的酸中心,使得擬薄水鋁石遇酸可膠溶,具有觸變性凝膠的特點(diǎn)。這些突出優(yōu)點(diǎn)使其成為FCC(催化裂化)的催化劑載體或載體前驅(qū)體[6-7]。隨著原料油的重質(zhì)化和劣質(zhì)化,石油中的大分子物質(zhì)擴(kuò)散阻力增大,易
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]連續(xù)碳化法制備擬薄水鋁石[J]. 王晶晶,王永林,趙利民. 工業(yè)催化. 2019(01)
[2]中大孔催化裂化催化劑研究進(jìn)展[J]. 熊曉云,趙紅娟,胡清勛,高雄厚. 工業(yè)催化. 2019(01)
[3]擬薄水鋁石制備技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 張蕾,武永愛. 山東化工. 2018(14)
[4]用超重力技術(shù)強(qiáng)化O3/Fe(Ⅱ)工藝深度氧化降解苯胺廢水[J]. 秦月嬌,耿爍,焦緯洲,劉有智. 含能材料. 2018(05)
[5]擬薄水鋁石膠溶機(jī)理的探究[J]. 黃樹楷,辛秀蘭,徐寶財(cái). 工業(yè)催化. 2017(12)
[6]不同制備方法對(duì)納米氫氧化鎂性能的影響[J]. 申紅艷,劉有智,馬鵬程,索奇,劉雪莉,彭云鵬,朱芝敏. 化工進(jìn)展. 2016(04)
[7]化學(xué)品氧化鋁的分類與用途介紹[J]. 朱軍強(qiáng),徐文彬,陳龍,朱少杰. 當(dāng)代化工研究. 2016(02)
[8]錯(cuò)流旋轉(zhuǎn)填料床傳質(zhì)特性影響因素的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 董梅英,祁貴生,劉有智,郭強(qiáng),宋彬,王探. 過程工程學(xué)報(bào). 2015(06)
[9]采用NaAlO2-CO2連續(xù)中和法制備擬薄水鋁石[J]. 曾豐,楊清河,曾雙親. 石油學(xué)報(bào)(石油加工). 2015(05)
[10]Al2(SO4)3-NH3·H2O法大孔擬薄水鋁石的制備及其應(yīng)用[J]. 王楚,馮輝霞,梁順琴,張忠東,馬好文,孫利民. 工業(yè)催化. 2015(07)
碩士論文
[1]醇鋁法制備高純Al2O3及純化技術(shù)研究[D]. 熊銳.貴州師范大學(xué) 2016
[2]超重力法制備透明納米碳酸鈣白油分散體及其性能研究[D]. 康芳.北京化工大學(xué) 2015
[3]異丙醇鋁水解制備高純氧化鋁及水合氧化鋁[D]. 于嚴(yán)淏.大連理工大學(xué) 2014
[4]重油加氫催化劑載體材料的研究[D]. 李振華.中國石油大學(xué) 2010
[5]螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床超重力法制備納米功能材料[D]. 李闖.湘潭大學(xué) 2008
本文編號(hào):3092976
【文章來源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
氧化鋁水合物熱轉(zhuǎn)化示意圖
中北大學(xué)學(xué)位論文2圖1-2氧化鋁水合物分類Fig1-2Classificationofhydratedalumina.其中最典型的晶型是過渡相氧化鋁(γ-Al2O3),也稱活性氧化鋁,因其具有比表面積高、孔結(jié)構(gòu)豐富等特點(diǎn),常被用于催化劑、催化劑載體、涂料或研磨劑等行業(yè)。其中,催化劑載體是其最為廣泛應(yīng)用的領(lǐng)域。載體在催化劑中的組成及催化反應(yīng)當(dāng)中的作用極為關(guān)鍵。固體催化劑的主要組成為載體和活性組分,其中載體占比大于70%,載體的主要作用是承擔(dān)活性組分,提供適宜的機(jī)械強(qiáng)度和充當(dāng)熱載體等,由表1-1可知,氧化鋁在催化劑中的使用比例約為56.8%,在載體中所占份額最大。其中石油化工中常用載體為γ-Al2O3及其前驅(qū)體擬薄水鋁石。良好的γ-Al2O3載體具有豐富的中孔結(jié)構(gòu)并且提供適宜的酸中心和適宜的活性中心,提高了催化劑對(duì)大分子化合物的裂解能力,并且兼?zhèn)淞己玫臒岱(wěn)定性與水熱穩(wěn)定性。因此,對(duì)γ-Al2O3及其前驅(qū)體擬薄水鋁石的研究十分必要。表1-1各種載體在催化劑中的使用比例Table1-1Theproportionofeachcarrierusedincatalyst.載體名稱使用比例%氧化鋁56.8沸石分子篩22.2堇青石7.94硅藻土7.46活性炭3.02硅膠1.27鋁溶膠1.16其他0.15
中北大學(xué)學(xué)位論文3擬薄水鋁石(PseudoBoehmite,AlOOH·nH2O,n=0.08~0.62):又稱假一水軟鋁石,是一種不完全結(jié)晶的氧化鋁水合物。一般呈白色膠體狀(濕品)或粉末(干品)[2-3]。擬薄水鋁石主要特點(diǎn)是膠溶性好,適宜作催化劑粘結(jié)劑,提供豐富的中孔結(jié)構(gòu);可在較低溫度下生成常用為催化劑載體的γ-Al2O3,且熱穩(wěn)定性良好的優(yōu)點(diǎn)。因此,制備性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)可控的擬薄水鋁石是制備性能優(yōu)良的γ-Al2O3的前提[4-5]。圖1-3擬薄水鋁石表面羥基及配位圖Fig1-3Hydroxylgrouponthesurfaceandcoordinationmapofpseudo-boehmite圖1-4擬薄水鋁石配位結(jié)構(gòu)圖Fig1-4Coordinationstructureofpseudo-boehmite擬薄水鋁石的表面羥基及結(jié)構(gòu)配位圖如圖1-3和1-4所示,擬薄水鋁石為規(guī)整的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),因此具有較大的比表面積、孔體積和平均孔徑,其微觀結(jié)構(gòu)相對(duì)單一。擬薄水鋁石表面有兩種類型的羥基,因此表面具有較強(qiáng)的酸中心,使得擬薄水鋁石遇酸可膠溶,具有觸變性凝膠的特點(diǎn)。這些突出優(yōu)點(diǎn)使其成為FCC(催化裂化)的催化劑載體或載體前驅(qū)體[6-7]。隨著原料油的重質(zhì)化和劣質(zhì)化,石油中的大分子物質(zhì)擴(kuò)散阻力增大,易
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]連續(xù)碳化法制備擬薄水鋁石[J]. 王晶晶,王永林,趙利民. 工業(yè)催化. 2019(01)
[2]中大孔催化裂化催化劑研究進(jìn)展[J]. 熊曉云,趙紅娟,胡清勛,高雄厚. 工業(yè)催化. 2019(01)
[3]擬薄水鋁石制備技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 張蕾,武永愛. 山東化工. 2018(14)
[4]用超重力技術(shù)強(qiáng)化O3/Fe(Ⅱ)工藝深度氧化降解苯胺廢水[J]. 秦月嬌,耿爍,焦緯洲,劉有智. 含能材料. 2018(05)
[5]擬薄水鋁石膠溶機(jī)理的探究[J]. 黃樹楷,辛秀蘭,徐寶財(cái). 工業(yè)催化. 2017(12)
[6]不同制備方法對(duì)納米氫氧化鎂性能的影響[J]. 申紅艷,劉有智,馬鵬程,索奇,劉雪莉,彭云鵬,朱芝敏. 化工進(jìn)展. 2016(04)
[7]化學(xué)品氧化鋁的分類與用途介紹[J]. 朱軍強(qiáng),徐文彬,陳龍,朱少杰. 當(dāng)代化工研究. 2016(02)
[8]錯(cuò)流旋轉(zhuǎn)填料床傳質(zhì)特性影響因素的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 董梅英,祁貴生,劉有智,郭強(qiáng),宋彬,王探. 過程工程學(xué)報(bào). 2015(06)
[9]采用NaAlO2-CO2連續(xù)中和法制備擬薄水鋁石[J]. 曾豐,楊清河,曾雙親. 石油學(xué)報(bào)(石油加工). 2015(05)
[10]Al2(SO4)3-NH3·H2O法大孔擬薄水鋁石的制備及其應(yīng)用[J]. 王楚,馮輝霞,梁順琴,張忠東,馬好文,孫利民. 工業(yè)催化. 2015(07)
碩士論文
[1]醇鋁法制備高純Al2O3及純化技術(shù)研究[D]. 熊銳.貴州師范大學(xué) 2016
[2]超重力法制備透明納米碳酸鈣白油分散體及其性能研究[D]. 康芳.北京化工大學(xué) 2015
[3]異丙醇鋁水解制備高純氧化鋁及水合氧化鋁[D]. 于嚴(yán)淏.大連理工大學(xué) 2014
[4]重油加氫催化劑載體材料的研究[D]. 李振華.中國石油大學(xué) 2010
[5]螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床超重力法制備納米功能材料[D]. 李闖.湘潭大學(xué) 2008
本文編號(hào):3092976
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