一种无定形硅铝及其制备方法和应用与流程

本发明属于载体材料及制备领域，具体地，涉及一种无定形硅铝及其制备方法和应用。

背景技术：

1、无定形硅铝具有一定的孔结构和比表面积，常常用作负载型催化剂的载体或酸性裂化活性组分，在催化裂化和加氢裂化领域获得广泛的应用。无定形硅铝的比表面积、孔容、酸强度和酸分布等对催化剂的性能有很大的影响。使用高比表面积、大孔容的无定形硅铝载体，可以使催化剂活性组分分散度高、抗积炭性能增强。而无定形硅铝的孔径需在合适的范围之内，并非越大越好。目前常用的无定形硅铝，较佳的孔径在6-10nm。无定形硅铝主要是氧化铝和氧化硅前驱体经混合沉淀、过滤、洗涤、干燥、焙烧等步骤制得。制备方法不同，无定形硅铝的物理和化学性能差别较大。

2、目前制备无定形硅铝硅较多，cn101820998a公开了一种无定形二氧化硅-氧化铝组合物及其制备和使用方法。通过ph变换，在反应釜中先后多次加入硫酸铝、硅酸钠和铝酸钠溶液。cn104870085a公开了一种制备二氧化硅-氧化铝组合物的方法。在ph摆动过程结束以后向反应体系中加入碱金属，通常为氢氧化钠，以此来提高无定形硅铝的比表面积。cn105056928a公开了一种可控孔结构硅铝复合氧化物的制备方法。将铝源化合物与硅源化合物在常温下中和成胶，然后在高压釜内进行水热老化。该方法可提高催化剂比表面积和孔容，然而最可几孔径也随之提高，通常在13nm以上，较常规孔径增加1倍左右。

3、上述方法虽然都能得到各种性质的无定形硅铝，但依然无法满足各类催化材料对载体性质的各种要求，比如无法得到同时具备高比表面、大孔容、高酸量且最可几孔径适宜的无定形硅铝，尤其是采用廉价易得的原料和简单的手段制备得到。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有特定孔特征和酸性特征的无定形硅铝材料，并提供了该材料的制备方法和应用。具体地，本发明包括以下内容：

2、本发明提供一种无定形硅铝，氧化铝含量为10％-90％，氧化硅含量为10％-90％，其中，通过n2吸附脱附表征的孔体积为0.75～1.6ml/g，比表面积为300～550m2/g，最可几孔径为6-15nm；200℃吡啶红外脱附测得总酸量为150-300μmol/g，b酸占总酸量的15％-40％。

3、本发明提供了一种无定形硅铝的制备方法，包括如下步骤：

4、(1)配制酸性含铝溶液和碱性溶液，其中碱性溶液为碱性含硅溶液和可选的碱金属溶液和/或碱性含铝溶液，所述酸性含铝溶液为硫酸铝溶液和/或硝酸铝溶液和/或氯化铝溶液，所述碱金属溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸钠溶液或碳酸钾溶液，所述碱性含铝溶液为铝酸钠溶液和/或铝酸钾溶液，所述碱性含硅溶液为硅酸钠溶液或硅溶胶；

5、(2)在反应器中加入一定量的水，加热到反应温度后，依次交替加入部分酸性含铝溶液和部分任意一种碱性溶液，加入酸性含铝溶液使得混合体系ph值为1.5-4.5，加入碱性溶液使得混合体系ph值为8-11.5；酸性含铝溶液分2-8次加完；

6、(3)将步骤(2)所得混合体系进行水热处理，处理条件包括温度为100-200℃，时间为0.5-12小时；

7、(4)对水热处理后的混合体系进行过滤得到的固体产物依次进行干燥和焙烧，得到所述无定形硅铝。

8、最后，本发明还提供了上述无定形硅铝在催化剂载体方面的应用。

9、与现有技术相比，本发明所述的无定形硅铝具有高比表面、高孔容和高b酸含量等特征，而且最可几孔径在适宜范围内，以所述无定形硅铝制备得到的载体强度更高。本发明所述制备方法工艺简单，原料廉价易得，适合大规模工业化生产。

技术特征：

1.一种无定形硅铝，氧化铝含量为10％-90％，氧化硅含量为10％-90％，其中，通过n2吸附脱附表征的孔体积为0.75～1.6ml/g，比表面积为300～550m2/g，最可几孔径为6-15nm；200℃吡啶红外脱附测得总酸量为150-300μmol/g，b酸占总酸量的15％-40％。

2.根据权利要求1所述的无定形硅铝，其中，氧化铝含量为15％-85％，氧化硅含量为15％-85％。

3.根据权利要求1所述的无定形硅铝，其中，通过n2吸附脱附表征的孔体积为0.8～1.5ml/g，比表面积为350～520m2/g，最可几孔径为7-13nm。

4.根据权利要求1所述的无定形硅铝，其中，200℃吡啶红外脱附测得总酸量为160-290μmol/g，b酸占总酸量的18％-38％。

5.一种无定形硅铝的制备方法，包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的方法，其中，步骤(1)所述酸性含铝溶液中以al2o3计浓度为50-120g/l，所述碱金属溶液浓度为1-100g/l，所述碱性含铝溶液中以al2o3计浓度为20-300g/l，所述碱性含硅溶液中以sio2计浓度为10-500g/l。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述步骤(2)中加入酸性含铝溶液使得混合体系ph值为2.0-4.0，加入碱性溶液使得混合体系ph值为8.5-11.0。

8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述步骤(2)中酸性含铝溶液分3-6次加完。

9.根据权利要求5所述的方法，其中，所述步骤(2)的反应温度为25-90℃；优选地，所保护步骤(2)在搅拌转速为100-1000rpm条件下进行。

10.根据权利要求5所述的方法，其中，所述步骤(4)中所述的干燥条件包括：温度100-180℃，时间6-24小时；所述焙烧条件为：温度400-800℃，时间0.5-12小时。

技术总结
本发明涉及一种无定形硅铝及其制备方法和应用，所述无定形硅铝中氧化铝含量为10％‑90％，氧化硅含量为10％‑90％，其中，通过N<subgt;2</subgt;吸附脱附表征的孔体积为0.75～1.6mL/g，比表面积为300～550m<supgt;2</supgt;/g，最可几孔径为6‑15nm；200℃吡啶红外脱附测得总酸量为150‑300μmol/g，B酸占总酸量的15％‑40％。所述无定形硅铝采用pH摆动法和水热处理联用，与现有技术相比，本发明所述的无定形硅铝具有高比表面积、高孔容和高B酸含量等特征，而且最可几孔径在适宜范围内，以所述无定形硅铝制备得到的载体强度更高。本发明所述制备方法工艺简单，原料廉价易得，适合大规模工业化生产。

技术研发人员：鲍俊,聂红,杨清河,曾双亲,桑小义,刘滨
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：2024/1/15