擬薄水鋁石在催化劑中的作用

　　氧化鋁載體是化工領域中使用廣泛的一種催化劑載體，目前發展趨勢主要體現：開發低成本、綠色環保的制備工藝，對氧化鋁的孔徑及孔徑分布進行控制，提高氧化鋁的熱穩定性，制備納米氧化鋁等。

　　由于活性氧化鋁應用廣泛，結構形態變化復雜，作為催化劑載體的 γ一Al2O3，的制備及性質的研究迄今仍是比較活躍的領域。目前對氧化鋁載體的研究進展主要體現在以下幾方面；

　　一 開發低成本、綠色環保的制備工藝

　　制備氧化鋁的方法很多，根據原料的不同，常用的有以下幾種制備方法：(1)從鋁鹽或鋁酸鹽制備，包括堿沉淀(即酸法)，即用堿從鋁鹽溶液中沉淀出水合氧化鋁和酸沉淀(即堿法)，即用酸從鋁酸鹽溶液中沉淀出一水合氧化鋁；(2)從醇鋁制備；(3)從鋁汞齊制備。用酸法制備氧化鋁時，對原料鋁鹽的純度要求很高

　　碳化法制備擬薄水鋁石是一種比較年輕的方法，它利用二氧化碳和偏鋁酸鈉反應制備氧化鋁，該法操作簡單，無污染、成本低，是一種非常受歡迎的方法。

　　實際上碳化法也是堿法制備氧化鋁的方法之一，就是在NaA102溶液通入CO2，進行沉淀，因為這種方法利用中間產物NaA102溶液和C02廢氣作為反應原料，是成本低的工藝路線，且對環境的污染較小，是一種比較有前途的方法，因而對這種方法的研究較多，所以把它專稱為碳化法。用C02碳化鋁酸鈉溶液所制得的氧化鋁，可以制成含Na20較低的活性氧化鋁通過控制碳化溫度、碳化速度和終點pH值等條件可制得不同孔容和孔徑的氧化鋁，而且碳化法制得的氧化鋁還具有比表面積大、純度高、抗腐蝕好、催化活性高的優點。

　　在NaA102-C02法成膠過程中存在4種反應：NaOH與CO2的快速中和反應，NaA102 與CO2的中和反應，NaA102自發水解反應以及水合氧化鋁和Na2CO3的復合反應，即

　　2NaOH+CO2→Na2CO3+H20

　　2NaA102+C02+3H20→2Al(OH)3+Na2CO3

　　NaA102+2H20→Al(OH)3+NaOH

　　Na2CO3+2C02+2A1(OH)3→2NaAl(CO3)(OH)2+H20

　　擬薄水鋁石也稱準薄水鋁石或假一水軟鋁石，是含有1．8—2．5個結晶水分子的氧化鋁晶體，它是在合成氫氧化鋁中先生成的一種晶相，是氫氧化鋁的過渡態，其結晶不完整，典型晶形是很薄的具有褶皺的片晶。擬薄水鋁石與氫氧化鋁相比，具有不完整的結晶水分子，因此具有許多特殊的性質，．如：擬薄水鋁石分子具有空間的網狀結構、有較大的孔隙、有發達的比表面積、酸性環境下變為具有粘性膠態物的觸變性等。所有的這些特性都使得擬薄水鋁石具有了與氫氧化鋁完全不同的用途。

　　1、擬薄水鋁石在催化劑行業中的應用

　　在現代煉油和化學工業中，90％以上的化學反應過程是通過催化過程實現的，因此催化劑已成為實現煉油與化工新工藝、新產品開發的關鍵。在煉油行業中一般使用固體催化劑，它是由載體和活性組分兩部分組成的。載體是固體催化劑所特有的組分，它可以起增大比表面積、提高耐熱性和機械強度的作用，是活性組分的分散劑、粘接劑或支載物。   

　　催化劑使用的載體種類很多，如：氧化鋁、分子篩、硅膠、硅鋁膠、活性炭以及硅藻土等。但氧化鋁載體的用量占催化劑載體總用量的一半以上。氧化鋁有8種品型，應用廣泛的是 一Al，0 。而d— A1 0，主要應用于高溫或外擴散控制反應，也可用于床層支撐物以促進氣 流均勻分布。11一A1，O 有時用于石油重整催化劑。8一A1，O，用于只需較小比表面的催化反應。x—A1，O 和P—Al，O，只作為干燥劑使用。K-A1，O，和0一Al，O，是過程  型的，催化劑中很少使用。 一A1，O，還可直接用作克勞斯硫回收、乙醇脫水、氨化或脂化等反 應。

　　催化裂化是當前煉油廠中重要的二次加工過程，是生產輕質油品特別是高辛烷值汽油的重要手段。催化裂化(FCC)催化劑是催化裂化過程的核心。山東分公司生產的普通擬薄水鋁石，主要用作石油催化裂化(FCC)催化劑中的載體。隨著世界原油的重質化和劣質化，在催化裂化原料中摻煉重油、渣油已成為普遍采用的加工方式，因此就要求石油催化裂化(FCC)催化劑具有可擴散重油分子的大孔，而且這些大孔中要有適宜的酸中心密度，以提高催化劑對原料中大分子化合物的裂化能力。為滿足這一要求，人們通常采用兩種方法：一是改性Y沸石使之具有發達的二次大孔，二是在催化劑中引入高水熱穩定性的固體酸化合物，以改善基質 的孔徑分布和酸性活性中心密度。目前普遍采用第二種方法，即在催化劑中添加活性氧化鋁來 改善催催化劑基質。

　　Fihrol公司早將活性氧化鋁應用于FCC催化劑中，在其zhuanli技術中，使用兩種不同的 擬薄水鋁石，一種作為粘接劑用于改進催化劑強度，另一種用以調節催化劑活性；該公司的另一zhuanli技術中稱，在催化劑中添加氧化鋁，可以提高沸石的穩定性。Engelhand公司也成功地將氧化鋁應用于催化劑基質的改性，以提高重油轉化能力，同時改善了焦炭和干氣的選擇性，通過控制基質酸性分布來控制基質的活性。

　　在我國，石油化工科學研究院提出，采用膠溶擬薄水鋁石與鋁溶膠相結合的雙鋁基粘接劑，可以 集膠溶擬薄水鋁石裂化活性高和鋁溶膠粘接性能好、反應產物焦炭少的優點于一體，改善FCC催化劑的活性和焦炭選擇性。有數據表明在FCC催化劑中引入擬薄水鋁石，能夠增加催化劑的孔體積25％，提高催化劑活性6個單位，催化劑的選擇性得到明顯改善。引入擬薄水鋁石后的催化劑具有始終的酸性及良好的水熱穩定性，較好的反應活性和反應選擇性。目前我國的蘭煉、長嶺、周村等催化劑廠生產的FCC催化劑均采用這種方式。

　　2、擬薄水鋁石在汽車尾氣凈化過程中的應用