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走進名企|不是所有的擬薄水鋁石都叫“SB”粉,Sasol厲害在哪兒?
2022年04月21日 發布 分類:行業要聞 點擊量:85
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石油化工行業,隨著原油的重質化和劣質化,在催化裂化原料中摻煉重油、渣油已成為當下普遍采用的加工方式,因而要求——石油催化裂化(FCC)催化劑具有對大分子化合物的裂化能力,繼而要求——催化劑載體具備大孔容,以有利于大分子化合物向催化劑顆粒內部擴散;高比表面積,以有利于活性金屬的分散。擬薄水鋁石(AlOOH·nH2O,n=0.08-0.62)作為催化劑載體的前驅體,其結晶度、粒子大小、聚集狀態和形貌很大程度影響甚至決定載體性能。 


各種氧化鋁催化劑載體

一、“SB”粉的由來

全球化學品和能源公司Sasol以其高純、高分散和針對孔徑、粒度、比表面等定制化的水合氧化鋁(Boehmites)產品而聞名,國內石化催化業界則習慣于將其擬薄水鋁石產品稱為“SB粉”(Sasol Boehmites),以公司名冠名并替代通用產品,無疑反映出Sasol在業界的超然地位。


Sasol無機化學品部門的水和氧化鋁(Boehmites)產品除了德國工廠生產的DISPERAL商標擬薄水鋁石,其實還有美國工廠生產的DISPAL商標氫氧化鋁。本文將按國內行業習慣,默認SB粉特指擬薄水鋁石。

二、“SB”粉如何制備

Sasol采用醇鹽水解法為主要加工路線,氧化鋁可以是Ziegler(齊格勒)法制備烯烴的副產品,也可以作為主產品投入生產。

醇鹽水解法屬于溶膠-凝膠法中的一種,金屬醇鹽是指有機醇羥基上的氫被金屬取代,可用于制備包括氧化鋁、氧化鋯等。公開文獻介紹該方法制備氧化鋁,通常以異丙醇鋁為原料,異丙醇鋁水解可直接生成氧化鋁的水合物,該方法雖然反應條件溫和,不容易引入新的雜質,所獲產品純度高,但醇鋁價格高,生產成本較大,反應過程中產生的有機溶劑還會對環境造成一定的污染。

三、Sasol進行的優化

Sasol無疑對該工藝進行了改良,比如在生產過程中采用控制硝酸膠凝時間(NAG,即溶膠達到一定粘度所需的時間)變量對粒度分布進行優化定制;通過煅燒溫度和時間對晶相、比表面和空隙率進行調節;實現高級醇的回收以降低成本減少污染……

Sasol提及的測試分析包括:微量元素分析——電感耦合等離子發射光譜儀(ICP)、原子發射光譜儀、x射線熒光光譜儀;晶型——X射線衍射儀(XRD);粒度——粒度儀和氣流篩;比表面積——BET比表面儀;孔隙率——氮吸附儀;差示掃描量熱法(DSC)測定反應速率、結晶速率等多種熱力學和動力學參數;硝酸凝膠化測定分散液粘度等。

此外,Sasol還在運輸和倉儲等環節體現出德國式專業和較真。由于水合氧化鋁產品莫氏硬度較低(3.5-4.0),并且容易吸濕和污染,其建議相關設備采用鋁或聚丙烯內襯的碳鋼材質,并且氣力輸送環節也嚴格按照一定流速運作。

四、其他產品

Sasol氧化鋁基產品制備流程示意圖

Sasol氧化鋁基產品制備流程示意圖

如圖所示,Sasol以其產品制備流程制備“SB”粉以外,還包括各類高純度和超高純度合成特種氧化鋁及相關產品(如二氧化硅-氧化鋁、水滑石和尖晶石),這些產品組合多達400多種定制產品規格。

比如,在自身醇鹽水解法技術基礎上開發的水滑石(鋁鎂化合物)是通過混合醇化物的水解獲得,并且其Al/Mg比可以在很寬的范圍內變化,作為催化劑載體材料,它適用于需要比純氧化鋁獲得的表面酸度更低的應用。


水滑石


摻雜元素列表

再比如硅鋁復合材料(與水滑石相反,適用比純氧化鋁獲得的表面酸度更低的應用,如柴油發動機催化器等)、高靈活度的摻雜氧化鋁、超高純氧化鋁(5N+)等等。

小結

擬薄水鋁石早期開發用于石化工業,后來陸續被用于包括拋光、色譜、吸附劑和氣體分離等應用,“SB”粉這個稱號也由此向更多行業擴散,正是因為吃透醇鹽水解法這道工藝,Sasol才具備了擴展復合材料和其他高純金屬氧化物材料的能力。所謂舉一反三,一通百通,這大概就是它的厲害之處吧。

 

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