雙氧水流化床專用氧化鋁及生產工藝的制作方法
【專利摘要】本發明屬于化工領域，具體涉及一種雙氧水流化床專用氧化鋁，還涉及雙氧水流化床專用氧化鋁的生產工藝。雙氧水流化床專用氧化鋁，其特征在于，所述的氧化鋁的堆密度為0.68-0.75g/cm3，強度>80，比表面積＞320m2/g，孔容＞0.4cm3/g，吸水率＞60%。本發明的方法包括下述的步驟：（1）干燥；（2）粉碎；（3）快脫；（4）成球；（5）養生；（6）活化；（7）破碎、冷卻：（8）篩分、包裝。本發明的有益效果在于，提高雙氧水生產過程中對工作液的再生，使用周期延長。
【專利說明】雙氧水流化床專用氧化鋁及生產工藝
【技術領域】
[0001 ] 本發明屬于化工領域,具體涉及一種雙氧水流化床專用氧化鋁,還涉及雙氧水流化床專用氧化鋁的生產工藝。
[0002]【背景技術】
用常規方法加熱氫氧化鋁脫水，生成約20 %的一水軟鋁石，產品的比表面積低，生成部分x-A1203。雙氧水的專用活性氧化鋁為白色球狀物質，具有強度高、不溶于水及烴、醇、脂等有機溶劑，在水和堿中不粉化、不變軟、澄清度高，使用壽命長、無臭、無味、無毒，對蒽醌衍生物降解和再生能力強等優點，是蒽醌法生產雙氧水的專用吸附劑。活性氧化鋁是具有吸附性能、催化活性的多孔性，高分散度、大比表面積的氧化鋁。活性氧化鋁球按內部主晶組成分為Y型和X-P型，按其用途可分為活性氧化鋁球吸附劑、活性氧化鋁球干燥劑和活性氧化鋁球催化劑載體。主要用途:活性氧化鋁球適用于多種氣體和液體的干燥，在石油、化肥、化工等許多反應過程中用作吸附劑、干燥劑、催化劑及其載體。
各品種活性氧化鋁:
Y型催化劑載體用氧化鋁，極其穩定的催化劑載體，本身也可作催化劑使用。
X-P除氟劑:用物食用水的脫氟處理，吸氟容量:2.lmg/go X-P-Y雙氧水專用型:用于雙氧水工作液的再生及凈化。
X-P凈油劑: 用于變壓器油的脫色凈化。
活性氧化鋁理化指標:分析項目測試數據氧化鋁含量(A1203)% 92氧化鈉含量(Na20) %≤0.15 吸水率％≤60孔容積g/cm3≤0.40比表面積g/cm3≤300強度≤80堆密度g/cm3 0.65-0.75磨損率％ ^0.6外觀白色、無毒、無臭再生劑用活性氧化鋁球(粒度可根據用戶要求加工，從I一 12mm)m2/g指標名稱單位技術要求A1203% ≤ 92 Si02 % ( 0.10 Fe203 % ( 0.10 Na20 % ( 0.45 灼燒減量 ％ ≤ 8.0 松裝密度g/ml ( 0.75比表面積m2/g≤260≤260≤280≤280≤280孔容ml/g≤0.40靜態吸附容量％≤17吸水率％ ^ 50晶相 X-PA1203破碎強度N/粒≤301_3mm^ 1203-5mm ^ 1404-6mm ^ 1605-7mm ^ 1806_8mm。
[0003]雙氧水的專用活性氧化鋁為白色球狀物質，具有強度高，不溶于水及烴、醇、脂等有機溶劑，在水和堿中不粉化、不變軟、澄清度高，使用壽命長，無臭，無味，蒽醌衍生物降解和再生能力強等優點，是蒽醌法生產雙氧水的專用吸附劑，活性氧化鋁在雙氧水生產過稆用于氫化液再生床和白土床，在氫化液再生床所起的作用是再生氫化液中的蒽醌降解物，在白土床所起的作用是再生可能生成的蒽醌降解物和吸附工作液中的碳酸鉀溶液液滴。由此可見，活性氧化鋁在雙氧水生產過程中的作用不小，除吸附工作液夾帶的堿液、水分、分解殘余雙氧水以外，對氫化降解物有很強的再生，可將氫化反應中增加的降解物轉化成有效蒽醌，保證了總有效蒽醌量的穩定，有利于氧化反應的進行，并減少了蒽醌的添加量，節約了運行成本，但如果活性氧化鋁使用不當，就會縮短它的使用壽命，甚至會危害整個生產系統的安全操作。
[0004]一般雙氧水生產工藝對活性氧化鋁的技術指標具有要求，在這些性能指標中，晶型，堆密度，強度，比表面積，氧化鈉含量，吸水率等物理性能已經過多年實踐考核并予以確認，而活性氧化鋁在水，酸堿溶液及工作液中長期浸泡不變軟，不粉碎是它正常發揮作用的前提。如果強度不夠或浸泡后粉化，粉塵帶到其它的工序，將產生不良后果，可造成氫化觸媒活性下降，氧化收率降低，萃取塔液泛等事故，嚴重威脅生產安全，再生降解能力是指在試驗分析中，水浴加熱到正常生產溫度，充分反應后測定的蒽醌含量的增加值，是判斷活性氧化鋁再生能力的重要依據。
[0005]在雙氧水專用氧化鋁的使用中，只有從其對基本性質的要求，使用方法都嚴格按照規程進行操作有，才能確保活性氧化鋁再生能力的充分發揮，保證裝置高效、穩定運行，這對于降低成本和優化操作都十分有利。
【發明內容】
[0006]為了解決上述的技術問題，本發明提供了一種雙氧水流化床專用氧化鋁，還涉及該氧化鋁的生產工藝。
[0007]本發明的快速脫水法生產活性氧化鋁的工藝是通過下述的技術方案來實現的:
雙氧水流化床專用氧化鋁的堆密度為0.68-0.75g/cm3,強度>80，比表面積> 320m2/g，
孔容> 0.4cm3/g,吸水率> 60%。
[0008]雙氧水流化床專用氧化鋁的生產工藝，該工藝包括下述的步驟:
(1)干燥:含有6~14%游離水的原料氫氧化鋁，通過氣流干燥機在120°C下烘干； (2)粉碎:將步驟(1)中烘干后的物料粉碎至325目；
(3)快脫:在高溫快速脫水裝置中，將步驟(2)中粉碎后的物料與600~900°C熱氣體接觸；
在高度湍動熱氣流中停留0.1~ls，形成X -A1203、P - Al2O3為主的過渡氧化鋁進入旋風分離器固氣分離，分離后得快脫粉，熱氣經布袋進一步捕集后放空；
(4)成球:分離后的細粉加入助劑在成型機中制成需要大小的球；
(5)養生:將氧化招球放入養生桶中,在95°C左右養生4小時,生成含三水招石、假一水鋁石，X - A1203、P - Al2O3 的產物；
(6)活化:在活化設備中經400~600°〇煅燒活化；
(7)破碎、冷卻:
(8)篩分、包裝。
[0009]上述的助劑為去離子水。
[0010]上述的快脫步驟中，快脫粉灼減為8.3%。
[0011]上述的活化設備為負壓操作系統活化爐。
[0012]上述的活化溫度為420~450 V，活化保溫時間為l_3h。
[0013]上述的步驟( 1)中加入20-30%薄水鋁石。
[0014]用常規方法加熱氫氧化鋁脫水，生成約20 %的一水軟鋁石，產品的比表面積低，生成部分X-Al2O315快速加熱脫水，將提高比表面積，而孔結構也可控制在一定范圍。在脫水時形成η- Al2O3，而n- Al2O3具有比Y-Al2O3更大的比表面積，表面的酸中心也較Y - Al2O3優良，在某些催化反應中Il-Al2O3的活性比Y - Al2O3好，因此快速脫水制備的活鋁具有優良的吸附和催化性能。[0015]氫氧化鋁加入20%-30%薄水鋁石以非常快的速度脫去結晶水，可得到以P型為主的無定型氧化鋁，這種產品的一個重要特性是能夠與水反應生成氧化鋁水合物，利用這一特性可實現用氫氧化鋁工業化生產活性氧化鋁產品，該產品具有比表面積大、機械強度高、堆比小、耐磨性能好等特點。在高溫真空下脫水溫度至800 °C左右，但脫水時間很短，再水化時就獲得膠體產物，活鋁的比表面積可提高至320~380m2/ g。
[0016]在400~600 °C干燥活化，控制水分在一定的范圍。產品是由Y-Al2O3和η-Al2O3組成。雜質有Na20、S03、C1等。
[0017]活性氧化鋁生產工藝流程快速脫水法生產活性氧化鋁的工藝流程為:工業氫氧化鋁通過氣流干燥劑烘干后粉碎至325目以下，作為快脫原料，經快速脫水得到主相為P—氧化鋁的快脫脫粉；合格的快脫粉在成球機中噴淋成型，并在一定溫度下養生；然后經篩分熟化除去碎球和雜質；最后在活化爐中活化后，冷卻、破碎、篩分、包裝即得成品新型活性氧化鋁。[0018]P 一氧化鋁的技術關鍵在于快速脫水，通常是在流化床反應器內進行的，由燃燒氣體或液體控制床層溫度。、碎后的氫氧化鋁，在快速脫水爐內閃速焙燒0.1~1.0 S，制得X 一氧化鋁和P —氧化鋁的混合物。P-A1203含量越高，產品的質量越好。本方法生產的 P -Al2O3 純度達 95% ~97%，約有 2.7% a -Al (OH) 3 存在。
[0019]P -Al2O3在空氣中極易吸潮，生成氧化鋁水合物，薄水鋁石(Α100Η).ηΗ20、β 1-三水鋁石βΙ-Al (OH)3，正是由于形成了膠凝物質，為大孔容、低松裝密度、高強度、大比表面積的活性氧化鋁的生產提供了物質基礎。
[0020]正是由于P -Al203這種易吸水的性質，決定了其有較好的成球性能。快脫時形成不飽和的鋁離子，極易與水結合；結合水又通過氫鍵與其它水分子或羥基結合，因此具有了極好的成球能力。
[0021]轉動成型法是將“快脫粉”和適量的水送人轉動的圓盤滾球機中，通過不斷滾動作用，物料互相粘附起來，逐漸長大成為球形顆粒。轉動成型可生產2~3、4~6、7—8 _的球形顆粒。滾球后，在90~100°C養生4~6h，在390~430°C焙燒30— 40min。
[0022]水熱處理是在一定溫度和水蒸氣作用下，老化擬薄水鋁石凝膠，以提高氧化鋁孔容、增大孔徑。以鋁酸鈉和硫酸在PH=9時成膠制得擬薄水鋁石，再加氫氧化鈉調節pH=9，裝入高壓釜中，在150°C下處理16 h，制得大孔Y — Al2O3，載體，同未處理的Y — Al2O3比較，平均孔徑從6nm增大至30 nm。
[0023]本發明的有益效果在于，采用本發明的雙氧水流化床專用氧化鋁的生產工藝，增大比表面提高孔容，提高對雙氧水生產中工作液的再生能力，使用周期延長。
【具體實施方式】
[0024]下面結合具體實施例對本發明作更進一步的說明，以便本領域的技術人員更了解本發明，但并不因此限制本發明。
[0025]實施例1
快速脫水法生產活性氧化鋁工藝流程如下:含有6~14%游離水的原料氫氧化鋁，通過氣流干燥機在120°C下烘干，在粉碎工序粉碎至325目細的α-三水鋁石在高溫快速脫水裝置中與600~900 °C熱氣體接觸，在高度湍動熱氣流中停留0.1~ls，一套系統形成χ-Α1203、P - Al2O3為主的過渡氧化鋁進入旋風分離器固氣分離，熱氣經布袋進一步捕集后放空；一套系統形成以假一水軟鋁石為主的過渡態氧化鋁，同樣經一級旋風分離，利用余熱氣體預熱粉碎料，經二級旋風分離器、布袋收集物料，進入(返回)快速脫水系統，在創造滿足快速脫水氣氛要求的同時，熱量綜合利用。分離后的細粉加入要求的助劑在成型機中制成需要大小的球。采用一定的再水合條件，生成含三水鋁石、假一水鋁石，X-A1203、P - Al2O3的產物，最后在活化爐中經400~600 1:煅燒活化，冷卻、破碎、篩分、包裝。
[0026]生產條件為:⑴快脫粉灼減為8.3%;⑵活化設備為負壓操作系統活化爐；⑶活化溫420~450 V ;⑷活化保溫時間為2 h。
[0027]用常規方法加熱氫氧化鋁脫水，生成約20 %的一水軟鋁石，產品的比表面積低，生成部分X-Al2O315快速加熱脫水，將提高比表面積，而孔結構也可控制在一定范圍。在脫水時形成Al2O3，而n- Al2O3具有比Y-Al2O3更大的比表面積，表面的酸中心也較Y - Al2O3優良，在某些催化反應中Il-Al2O3的活性比Y - Al2O3好，因此快速脫水制備的活鋁具有優良的吸附和催化性能。
[0028]氫氧化鋁加入20%_30%薄水鋁石以非常快的速度脫去結晶水，可得到以P型為主的無定型氧化鋁，這 種產品的一個重要特性是能夠與水反應生成氧化鋁水合物，利用這一特性可實現用氫氧化鋁工業化生產活性氧化鋁產品，該產品具有比表面積大、機械強度高、堆比小、耐磨性能好等特點。在高溫真空下脫水溫度至800 °C左右，但脫水時間很短，再水化時就獲得膠體產物，活鋁的比表面積可提高至320~380m2/ g。
[0029]400~600 °C干燥活化，控制水分在一定的范圍。產品是由Y-Al2O3和η- Al2O3組成。雜質有Na20、S03、C1等。
[0030]活性氧化鋁生產工藝流程快速脫水法生產活性氧化鋁的工藝流程為:工業氫氧化鋁通過氣流干燥劑烘干后粉碎至325目以下，作為快脫原料，經快速脫水得到主相為P—氧化鋁的快脫脫粉；合格的快脫粉在成球機中噴淋成型，并在一定溫度下養生；然后經篩分熟化除去碎球和雜質；最后在活化爐中活化后，冷卻、破碎、篩分、包裝即得成品新型活性氧化鋁。
[0031]P 一氧化鋁的技術關鍵在于快速脫水，通常是在流化床反應器內進行的，由燃燒氣體或液體控制床層溫度。破碎后的氫氧化鋁，在快速脫水爐內閃速焙燒0.1~1.0 S，制得X —氧化鋁和P —氧化鋁的混合物。P-Al2O3含量越高，產品的質量越好。本方法生產的P -Al2O3純度達95%~97%，約有2.7% a -Al (OH) 3存在。
[0032]P -Α1203在空氣中極易吸潮，生成氧化鋁水合物，薄水鋁石(Α100Η).ηΗ20、β 1-三水鋁石βΙ-Al (OH)3，正是由于形成了膠凝物質，為大孔容、低松裝密度、高強度、大比表面積的活性氧化鋁的生產提供了物質基礎。
[0033]正是由于P -Al2O3這種易吸水的性質，決定了其有較好的成球性能。快脫時形成不飽和的鋁離子，極易與水結合；結合水又通過氫鍵與其它水分子或羥基結合，因此具有了極好的成球能力。
[0034]轉動成型法是將“快脫粉”和適量的水送人轉動的圓盤滾球機中，通過不斷滾動作用，物料互相粘附起來，逐漸長大成為球形顆粒。轉動成型可生產2~3、4~6、7—8 _的球形顆粒。滾球后，在90~100°C養生4~6h，在390~430°C焙燒30— 40min。[0035]水熱處理是在一定溫度和水蒸氣作用下，老化擬薄水鋁石凝膠，以提高氧化鋁孔容、增大孔徑。以鋁酸鈉和硫酸在PH=9時成膠制得擬薄水鋁石，再加氫氧化鈉調節pH=9，裝入高壓釜中，在150°C下處理16 h，制得大孔Y — Al2O3，載體，同未處理的Y — Al2O3比較，平均孔徑從6 nm增大至30 nm。
[0036]采用上述的工藝得到的氧化鋁的特點如下:
【權利要求】
1.雙氧水流化床專用氧化鋁，其特征在于，所述的氧化鋁的堆密度為0.65-0.75g/cm3,強度>80，比表面積> 320m2/g，孔容> 0.4cm3/g,吸水率> 60%，工作液再生能力> 10%。
2.如權利要求1所述的雙氧水流化床專用氧化鋁的生產工藝，其特征在于，該工藝包括下述的步驟: (1)干燥:含有6~14%游離水的原料氫氧化鋁，通過氣流干燥機在120°C下烘干； (2)粉碎:將步驟(1)中烘干后的物料粉碎至325目； (3)快脫:在高溫快速脫水裝置中，將步驟(2)中粉碎后的物料與600~900°C熱氣體接觸； 在高度湍動熱氣流中停留0.1~ls，形成X -A1203、P - Al2O3為主的過渡氧化鋁進入旋風分離器固氣分離，分離后得快脫粉，熱氣經布袋進一步捕集后放空； (4)成球:分離后的細粉加入助劑在成型機中制成需要大小的球； (5)養生:將氧化招球放入養生桶中,在95°C左右養生4小時,生成含三水招石、假一水鋁石，X - A1203、P - Al2O3 的產物； (6)活化:在活化設備中經400~600°〇煅燒活化； (7)破碎、冷卻； (8)篩分、包裝。
3.如權利要求1所述的雙氧水流化床專用氧化鋁的生產工藝，其特征在于，其特征在于，所述的助劑為去離子水。`
4.如權利要求1所述的雙氧水流化床專用氧化鋁的生產工藝，其特征在于，其特征在于，所述的快脫步驟中，快脫粉灼減為8.3%。
5.如權利要求1所述的雙氧水流化床專用氧化鋁的生產工藝，其特征在于，所述的活化設備為負壓操作系統活化爐。
6.如權利要求1所述的雙氧水流化床專用氧化鋁的生產工藝，其特征在于，所述的活化溫度為420~450 °C，活化保溫時間為l_3h。
7.如權利要求1所述的雙氧水流化床專用氧化鋁的生產工藝，其特征在于，所述的步驟(I)中加入20%-30%薄水鋁石。
8.如權利要求1所述的雙氧水流化床專用氧化鋁的生產工藝，其特征在于，所述的步驟(I)中加入25%的薄水鋁石。
【文檔編號】C01F7/44GK103818939SQ201410015853
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年1月14日 優先權日:2014年1月14日
【發明者】杜云峰, 楊玉龍, 謝壯志, 商沖 申請人:淄博貝格工貿有限公司