一种改性铝溶胶及其制备方法与应用与流程

本发明属于铝溶胶，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、随着催化裂化(fcc)原料油重质化和劣质化程度的日益加深，重质和劣质原料油的高效转化已成为未来炼油发展的主要趋势之一，这对fcc催化剂提出了更高的要求。黏结剂作为fcc催化剂的重要组成部分，具有以下优点：1)增强了催化剂的机械强度、较强的抗金属污染能力和较高的焦炭选择性；2)转移反应的活性物质；3)为催化剂提供中孔、大孔以提升扩散性能。目前常用的黏结剂有铝溶胶、胶溶拟薄水铝石、硅溶胶、硅铝溶胶和磷铝溶胶等，每种黏结剂都具有独特的优势，在各个领域应用广泛。

2、目前被广泛使用的粘结剂为双铝基粘结剂，即酸化拟薄与铝溶胶。铝溶胶粘结剂用铝-盐酸工艺制备，存在铝溶胶性能不稳定、储存稳定性差、产生氢气等问题。

3、因此，有必要提供一种更为优质的铝溶胶及其制备方法。

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，以解决背景技术中的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种改性铝溶胶的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤s1、室温下，将结晶氯化铝加入蒸馏水中配制成浓度2mo l/l的三氯化铝溶液，向所得三氯化铝溶液中缓慢滴加浓度6mo l/l的氨水溶液直至体系ph值为7-8，制备出无定型的氢氧化铝沉淀，抽滤，滤饼洗涤至洗涤液中不含c l-，得到中间产物；

5、步骤s2、按照步骤s1中方式再次配制2mo l/l的三氯化铝溶液，并向其中加入中间产物，转速60-100r/mi n下搅拌10mi n，之后升温至60℃胶溶50-60mi n，得到铝溶胶；

6、步骤s3、将铝溶胶在室温下超声分散15mi n后转移至反应釜中，控制反应温度60℃，搅拌条件下加入辅助组分，保温反应3h，得到改性铝溶胶。

7、作为本发明的进一步方案，步骤s2中三氯化铝溶液和中间产物的质量比为100：16-20。

8、作为本发明的进一步方案，步骤s3中超声分散功率为50-120w，辅助组分用量为铝溶胶质量的10-20％。

9、作为本发明的进一步方案，辅助组分通过以下步骤制成：

10、将硅氧烷单体、无水乙醇和去离子水混合，40-50℃下搅拌均匀缓慢滴加盐酸溶液，控制ph值为3-4，保温反应4-6h，反应结束后，旋蒸去除溶剂，干燥处理，得到辅助组分，通过硅氧烷单体水解缩聚，形成含有席夫碱结构、酚羟基和硅羟基的超支化聚合物，即辅助组分。

11、作为本发明的进一步方案，硅氧烷单体、无水乙醇和去离子水的用量比为40g：64-70ml：6-10ml，盐酸溶液质量分数为37％。

12、作为本发明的进一步方案，硅氧烷单体通过以下步骤制成：

13、将3-氨基丙基三乙氧基硅烷、无水硫酸钠和无水乙醇加入反应釜中，氮气保护下，25℃搅拌15mi n后，边搅拌边滴加邻羟基苯甲醛，滴加速度为1滴/秒，滴加结束后，氮气氛围下升温至回流反应3-5h，反应结束后，趁热过滤去除硫酸钠，滤液减压蒸馏去除无水乙醇，得到所述硅氧烷单体；

14、其中，3-氨基丙基三乙氧基硅烷、无水硫酸钠、无水乙醇和邻羟基苯甲醛的用量比为2.7-3.3g：2g：50-80ml：1.8g，以无水硫酸钠为干燥剂，以3-氨基丙基三乙氧基硅烷、邻羟基苯甲醛为反应底物，通过氨基与醛基的缩合反应，得到含有席夫碱结构的硅氧烷单体。

15、作为本发明的进一步方案，一种改性铝溶胶，通过上述制备方法制得。

16、作为本发明的进一步方案，一种改性铝溶胶的应用，所述改性铝溶胶用作催化裂化催化剂中的粘结剂。

17、本发明的有益效果：

18、1、本发明以结晶氯化铝为铝源，氨水为沉淀剂，制备出无定型氢氧化铝，之后利用无定型氢氧化铝和结晶氯化铝的溶液反应得到溶胶，结晶氯化铝的溶液具有很强的酸性，能够代替盐酸与无定型氢氧化铝反应，这种制备方法一方面避免高腐蚀盐酸溶液的使用，对生产设备友好，另一方面整个制备过程反应原料易得，反应条件温和，操作方便，节省人力物力，降低生产成本。

19、2、本发明在铝溶胶体系中引入辅助组分，该辅助组分为超支化聚合物，在铝溶胶中有良好的溶解性，内部含有大量空腔，铝溶胶的氧化铝粒子容易进入空腔中，使氧化铝粒子分散得更加均匀，得到的铝溶胶状态更加稳定。

20、3、本发明在铝溶胶体系中引入了辅助组分，该辅助组分含有活性硅羟基，能够与催化剂基质(粘接、分子筛)和氧化铝粒子表面羟基反应，发挥“桥梁”作用，将氧化铝粒子通过化学键连接于催化剂基质表面，提高铝溶胶粘接强度，并且该辅助组分含有席夫碱结构、酚羟基，能够与催化剂中金属材料产生配位作用，提高铝溶胶粘接强度，赋予催化剂优异的耐磨性能。

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所述的一种改性铝溶胶的制备方法，其特征在于，步骤s2中三氯化铝溶液和中间产物的质量比为100：16-20。

3.根据权利要求1所述的一种改性铝溶胶的制备方法，其特征在于，步骤s3中辅助组分用量为铝溶胶质量的10-20％。

4.根据权利要求1所述的一种改性铝溶胶的制备方法，其特征在于，辅助组分通过以下步骤制成：

5.根据权利要求4所述的一种改性铝溶胶的制备方法，其特征在于，硅氧烷单体、无水乙醇和去离子水的用量比为40g：64-70ml：6-10ml，盐酸溶液质量分数为37％。

6.根据权利要求4所述的一种改性铝溶胶的制备方法，其特征在于，硅氧烷单体通过以下步骤制成：

7.根据权利要求6所述的一种改性铝溶胶的制备方法，其特征在于，3-氨基丙基三乙氧基硅烷、无水硫酸钠、无水乙醇和邻羟基苯甲醛的用量比为2.7-3.3g：2g：50-80ml：1.8g。

8.一种改性铝溶胶，其特征在于，由权利要求1-7任意一项所述制备方法制得。

9.一种根据权利要求8所述的改性铝溶胶的应用，其特征在于，应用于制备催化裂化催化剂。

技术总结
本发明公开了一种改性铝溶胶及其制备方法与应用，属于铝溶胶技术领域，包括以下步骤：室温下，利用结晶氯化铝和蒸馏水配制浓度2mol/L三氯化铝溶液，向三氯化铝溶液中滴加浓度6mol/L的氨水溶液直至体系pH值为7‑8，抽滤，滤饼洗涤，得到中间产物；再次配制2mol/L的三氯化铝溶液，并向其中加入中间产物，搅拌10min后升温至60℃胶溶50‑60min，得到铝溶胶；将铝溶胶在室温下超声分散15min后转移至反应釜中，控制反应温度60℃，搅拌条件下加入辅助组分，保温反应3h，得到改性铝溶胶，本发明改性铝溶胶制备过程中不添加高腐蚀性盐酸，安全环保，并且引入辅助组分，提高铝溶胶的稳定性和粘接性。

技术研发人员：唐攀,刘碧波,付孔彪,张指航,王永强,周瑶瑶
受保护的技术使用者：岳阳聚成化工有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15