第43卷第2期2014年2月
应用化工Vol.43No.2Feb.2014
Applied Chemical Industry
拟薄水铝石胶溶过程规律性研究
11211221
王栋,石晓庆,高辉,翟佳宁,刘涛,高渊,孙树明,张忠东(1.中国石油兰州化工研究中心,甘肃兰州730060;2.中国石油兰州石化公司催化剂厂,甘肃兰州730060)
摘Sol 、SiO 2对拟薄水铝石胶溶过程pH 值的影响,要:考察了加酸速度、固含量、添加Al-磷、并对拟薄水铝石胶溶
残留物进行了分析。结果表明,慢速加酸及高固含量使得拟薄水铝石胶溶及凝胶所耗酸量大大减少,但是高固含Sol 的加入,量情况下,拟薄水铝石胶体迅速凝胶;Al-大大缓冲了拟薄水铝石胶溶体系的pH 值,使得拟薄水铝石完全胶溶耗酸量大大增加;磷的加入,也使得体系的pH 值变化比较缓和,拟薄水铝石完全胶溶耗酸量略有增加,但是体系的粘稠度有所改善;SiO 2的加入,对拟薄水铝石胶溶的影响不大;拟薄水铝石胶溶残留物质主要是三水氧化铝,是一种很难被酸胶溶的物质。关键词:拟薄水铝石;胶溶;酸化;pH 值中图分类号:TQ 624
文献标识码:A
文章编号:1671-3206(2014)02-0328-04
Study on peptizing process of pseudo-boehmite
WANG Dong 1,SHI Xiao-qing 1,GAO Hui 2,ZHAI Jia-ning 1,
LIU Tao 1,GAO Yuan 2,SUN Shu-ming 2,ZHANG Zhong-dong 1
(1.Lanzhou Petrochemical ResearchCenter ,PetroChina ,Lanzhou 730060,China ;2.The Catalyst Plant of PetroChina Lanzhou Petrochemical Company ,Lanzhou 730060,China )
Abstract :The influences of acidifying speed ,solid contents ,Al-Sol ,P and SiO 2on pH of pseudo-boehmite peptization and the residues of pseudo-boehmite peptization were studied.The results showed that low a-cidifying speed and high solid contents greatly reduced the acid cost on the pseudo-boehmite peptization.But high solid contents made the pseudo-boehmite gelate rapidly and peptize not completely ;Al-Sol buff-ered greatly pH of pseudo-boehmite peptization system and increased the acid cost on the pseudo-boehm-ite peptization ;P also buffered pH of pseudo-boehmite peptization system and increased the acid a little ,but P improved the viscosity of pseudo-boehmite peptization system ;SiO 2had no much influence on pseu-do-boehmite peptization.The residues of pseudo-boehmite peptization were mainly a kind of alumina hy-drate ,which was so difficult to peptize.
Key words :pseudo-boehmite ;peptization ;acidify ;pH 拟薄水铝石是一种结晶不很完整的氧化铝含水晶体,是含水量大于薄水铝石而晶粒粒径小于薄水铝石的铝氧化物,具有无毒、无味、无臭、径向纯度高、成型性能好、具有触变性凝胶等特点
[1-2]
观密度及反应性能的波动
[4-5]
。同时,拟薄水铝石的
胶溶过程作为生产FCC 催化剂的最关键步骤,其流变学性质也被人们广泛关注,胶体粘度低,流变性能好的胶体对于提高催化剂固含量具有决定性的作用。因此,研究拟薄水铝石胶溶过程中的规律性,优化拟薄水铝石胶溶条件及胶溶程度对制备性能优良的FCC 催化剂及提高催化剂产能具有重要的意义。
,胶溶后
具有良好的粘结性能,热处理还可以生成含丰富孔Al 2O 3。因此,结构的γ-拟薄水铝石广泛应用于石油化工行业中,作为裂化、加氢和重整催化剂的粘结剂或载体
[3]
。在FCC 催化剂中,拟薄水铝石的作用是
活性基质和粘结剂,拟薄水铝石胶溶程度及其胶溶性能的波动常常会导致最终催化剂强度、孔体积、表
1
1.1
实验部分
材料与仪器
拟薄水铝石、铝溶胶、水玻璃、磷酸氢二铵均为
09-1710-09收稿日期:2013-修改稿日期:2013-作者简介:王栋(1982-),男,山西介休人,中国石油兰州化工研究中心工程师,硕士,主要从事催化裂化催化剂的研发。
E -mail :wangdong5@petrochina.com.cn 电话:[1**********],E -mail :zhangzhongdong@petrochi-通讯联系人:张忠东(1965-),男,陕西人,博士,教授级高工。电话:0931-7981976,
na.com.cn
工业品;盐酸,化学纯。
3C 型精密pH 计;SmartLab 型X 射线雷磁PHS-衍射仪。1.2
拟薄水铝石胶溶体系制备
500mL 烧杯中依次加入300mL 的去离子水和
100g 拟薄水铝石等物质,以200r /min的转速进行
缓慢加入盐酸,形成拟薄水铝石胶溶体系。搅拌,
2
2.1
结果与讨论
加酸速度对拟薄水铝石胶溶过程pH 值的影响
室温下(20ħ ),用浓盐酸对拟薄水铝石进行酸
图2固含量对拟薄水铝石胶溶过程pH 值的影响
Fig.2The influence of solid content quantity on process
pH of pseudo-boehmite ’s peptizing
化胶溶,考察了加酸速度对拟薄水铝石胶溶过程pH
值的影响,结果见图1
。由图2可知,在加酸量一致的前提下,高固含量
情况下,拟薄水铝石溶液的pH 值下降趋势与标样相似,也是由最初的急剧下降到最后的缓慢下降,由于固含量较高,当酸量达到6.5mL 时,拟薄水铝石溶液已经形成凝胶,无法搅拌,此时溶液的pH 值为2.13,拟薄胶溶不完全。由此可知,高固含量情况下,拟薄水铝石与盐酸迅速反应,形成无机高分子聚合物凝胶,无法对其继续进行酸化胶溶,胶溶效果不好。
2.3Al-Sol 对拟薄水铝石胶溶过程pH 值的影响Sol ,在拟薄水铝石胶溶体系中加入30g 的Al-Sol 对拟薄水铝石胶溶其余胶溶条件相同,考察Al-过程pH 值的影响,结果见图3
。
图1Fig.1
加酸速度对拟薄水铝石胶溶过程pH 值的影响The influence of acid adding speed on process pH of pseudo-boehmite ’s peptizing
由图1可知,在加酸量一致的前提下,加酸速度稍快的情况下,拟薄水铝石胶体的pH 值在酸量为0 2mL 急剧下降,其pH 值从8.54下降到4.0左pH 值平缓的下降,右,然后随着酸量的继续增加,当pH 值为2.0左右时,加酸量大约为10mL 左右,拟薄水铝石已经完全胶溶,此后再随着酸量的增加,pH 值变化不大,拟薄水铝石溶液变的越来越稠,直pH 值约至最终形成凝胶,此时耗酸大约为20mL ,为1.4。慢速加酸情况下,拟薄水铝石胶溶过程的pH 值下降较为平缓,pH 值但是在酸量为0 2mL ,其pH 值从9.5迅速下降到5.0下降也比较急剧,
左右,然后pH 值随酸量的增加缓慢下降,直至形成凝胶,此时溶液pH 值在2.0左右,耗酸10mL 。由此说明,以拟薄水铝石胶溶形成凝胶为胶溶终点,慢速加酸可以减少酸的总用量。2.2
固含量对拟薄水铝石胶溶过程pH 的影响标样固含量为20%,提高拟薄水铝石胶体的固含量至25%,其余条件与标样相同,考察了固含量结果见图2
。对拟薄水铝石胶溶过程pH 值的影响,
图3
铝溶胶对拟薄水铝石胶溶过程pH 值的影响
Fig.3The influence of Al-Sol on process
pH of pseudo-boehmite ’s peptizing
Al-Sol 的由图3可知,在加酸量一致的前提下,
加入,使得整个体系最初的pH 值在4.5左右,随着体系的pH 值一直保持缓慢的下降,直酸量的增加,
到酸量为18.0mL 时,拟薄水铝石胶溶比较完全,之pH 值变化不明显。由此得出,后随着酸量的增加,Al-Sol 是一种缓冲体系,酸量的加入不会使得体系Sol 具有一定吸收H 的推测Al-的pH 值下降很快,
Al-Sol 的加入,功能;此外,加大了拟薄水铝石胶溶Al-Sol 的存在消耗了一部分酸。所以,Al-的耗酸量,
Sol 存在,对于拟薄水铝石的胶溶不利。
+
2.4
磷对拟薄水铝石胶溶过程pH 值的影响
在拟薄水铝石胶溶体系中分别加入2g 或10g 可以分为4个阶段:第1阶段,拟薄水铝石颗粒由大变小的溶解阶段。在这一阶段,拟薄水铝石颗粒由大变小,溶液往往出现稀化的现象,酸加入量大约在2mL 以下。第2阶段,拟薄水铝石的反应阶段。在这一阶段,酸浓度升高,小颗粒的拟薄水铝石开始与
直至粒子消失形成溶胶。第3阶段,拟酸进行反应,
薄水铝石胶体的平稳阶段。在这一阶段,拟薄水铝
形成均一的胶体,但是这石颗粒已经完全被酸胶溶,
一阶段持续时间比较短,很快就转到第4阶段。第
4阶段,拟薄水铝石胶体的稠化聚合阶段。在这一阶段,拟薄水铝石胶体之间通过氢键的作用,缩合脱水,形成无机高分子聚合物,拟薄水铝石胶体的粘度
很快形成凝胶,直至搅拌不动,形成胶冻。迅速升高,
的磷酸氢二铵,其余胶溶条件与标样相同,考察磷对
拟薄水铝石胶溶过程pH 值的影响,结果见图4
。
图4
磷对拟薄水铝石胶溶过程pH 值的影响
Fig.4The influence of P on process
s peptizing pH of pseudo-boehmite ’
如何延缓第3阶段的时间,或者阻止第4阶段反应
的进行,对于FCC 催化剂的制备过程具有重要的意义,其可以提高FCC 催化剂制备的固含量,从而实现提高产量,同时可以改善FCC 催化剂制备过程中胶体的可操作性。2.6
拟薄水铝石酸化胶溶残留物的分析
采用同一种拟薄水铝石,相同干基(50g )及固
由图4可知,在加酸量一致的前提下,磷的加
入,使得体系的pH 值下降有所缓和,即使在最初的0 2mL 酸量之间,其pH 值的下降也要比标样缓和很多。但是,总体来看,其pH 值的下降也符合标样的最初急剧,之后趋于平缓的规律。磷的加入,使得拟薄完全胶溶所用酸量增加到13mL 左右,但是溶液的粘稠度明显低于标样。2.5
SiO 2对拟薄水铝石酸化胶溶的影响
在拟薄水铝石胶溶体系中加入30g 的水玻璃,其余胶溶条件与标样相同,考察SiO 2对拟薄水铝石胶溶过程pH 值的影响,结果见图5
。
5.0,7.5,10mL HCl ,分别加入2.5,对含量情况下,
其进行胶溶酸化,静置24h 。倒去上层清液,沉淀烘干称重,并作物相衍射分析,结果见表1和图6。
表1不同酸铝比下拟薄水铝石胶溶残留物的质量
Table 1Pseudo-boehmite ’s peptizing residue
under different acid to aluminum ratio
加酸量/mL
2.55.07.510.0
残留物质量/g
52.909.922.281.77
由表1可知,加酸量2.5mL 时,拟薄水铝石胶
可以认为拟薄溶残留物质量为52.90g (含水分),
在此条件下基本没有胶溶,拟薄胶溶处于颗粒由大残留物的质变小的溶解阶段。当加酸量为5mL 时,
图5
SiO 2对拟薄水铝石胶溶过程pH 值的影响
Fig.5The influence of SiO 2on process
s peptizing pH of pseudo-boehmite ’
量迅速减小到9.92g (含水分),大部分拟薄水铝石
残留物质量为已经胶溶;当加酸量为7.5mL 时,
2.28g (含水分),拟薄水铝石胶溶接近完全,这个过
程应该是拟薄水铝石胶溶的反应阶段,除了极少数大部分拟薄水铝石已的拟薄粒子很难被胶溶以外,
经完全胶溶;当加酸量为10mL 时,残留物质量为1.77g (含水分),此时的残留物质可以认为是无法或者很难被酸胶溶的颗粒。以上实验表明,不同胶溶程度下,拟薄水铝石胶溶存留有不同数量的颗粒物质,验证了拟薄水铝石的胶溶过程是逐一进行的。
由图6可知,随着胶溶程度的增加,一水氧化铝
SiO 2的加由图5可知,在加酸量一致的前提下,
入,对体系的pH 值影响不是很大,其pH 值的变化趋势与标样基本吻合,酸量达到12mL 时,拟薄水铝石完全胶溶,然后当酸量达到18.5mL 左右时,溶液
SiO 2的凝胶,粘度急剧增大,无法搅拌。由此看出,加入对拟薄水铝石的胶溶影响不大,同时也没有延
缓或者阻止溶液凝胶的功能。
由以上实验可以推断,拟薄水铝石的胶溶过程
的峰高逐渐降低,而三水氧化铝的峰高逐渐增高,说明随着胶溶程度的增加,一水氧化铝逐渐被酸所胶溶掉,而三水氧化铝的含量逐渐增加,说明三水氧化铝不容易被酸所胶溶而残留到最后。因此,拟薄水铝石中三水氧化铝的含量对于拟薄水铝石的完全酸化胶溶有着很大的影响
。
使得拟薄水铝石完全胶溶所耗酸量体系的pH 值,
大大增加;磷的加入也使得体系的pH 值变化比较缓和,拟薄水铝石完全胶溶耗酸量略有增加,但是体系的粘稠度有所改善;SiO 2的加入,对拟薄水铝石胶溶的影响不大。
(3)随着拟薄水铝石胶溶程度的提高,拟薄水残留物中三水氧化铝铝石胶溶残留物质越来越少,的含量越来越高,说明三水氧化铝是一种很难被酸胶溶的物质。参考文献:
[1]张明海,叶岗,李光辉,等.薄水铝石与拟薄水铝石差
.石油学报:石油加工,1999,15(2):29-异的研究[J ]32.
[2]Tettenhorst R,Hofmann D A.Crystal chemistry of boehm-J ].Clays and Clay Minerals ,1980,28(5):373-380.ite [
[3]赵琰.氧化铝(拟薄水铝石)的孔结构研究[J ].工业催
2002,10(1):55-63.化,
[4]沈志虹,付玉梅,李淑云.活性基质在降烯烃渣油裂化
J ].燃料化学学报,2003,31(3):259-催化剂中的应用[262.
[5]郑淑琴,庞新梅,孙书红,等.拟薄水铝石作为催化裂
.炼油设计,2002,32化催化剂活性组分的研究[J ](3):7-10.
Fig.6
图6拟薄水铝石胶溶残留物物相图
Phase diagram of pseudo-boehmite ’s peptizing residue
△一水氧化铝;□三水氧化铝
3结论
(1)慢速加酸及高固含量情况下,拟薄水铝石胶溶及凝胶所耗的酸量大大减少,但是高固含量情由于拟薄水铝石胶体的迅速凝胶,其胶溶不完况下,全,胶溶效果受到一定的影响。
(2)Al-Sol 的加入,大大缓冲了拟薄水铝石胶溶
(上接第327页
)
(2)随着剪切速率的增加,聚合物溶液与模拟
油间的界面剪切粘度减小。
(3)随着剪切速率的增加,聚合物溶液/模拟油体系Zeta 电位的绝对值先小幅降低后再增加;剪切速率增加到4000r /min以上时,油滴表面的Zeta 电位绝对值随剪切速率增加而增加。参考文献:
[1]王启民,冀宝发,隋军,等.大庆油田三次采油技术的实
J ].大庆石油地质与开发,2001,20(2):1-8.践与认识[
[2]王德民.发展三次采油新理论新技术,确保大庆油田持
J ].大庆石油地质与开发,2001,20(2):9-续稳定发展[13.
[3]朱麟勇,常志英,李妙贞,等.部分水解聚丙烯酰胺在水
J ].高分子材料科学与溶液中的氧化降解温度的影响[2000,16(1):113-116.工程,
[4]朱麟勇,常志英,李明宇,等.部分水解聚丙烯酰胺在水
J ].高分子材料科溶液中的氧化降解有机杂质的影响[2000,16(2):112-114.学与工程,
图3不同剪切降解聚合物与原油模拟油体系Zeta 电位
Fig.3Zeta potential of model oil and polymer solution with
different shear degradation degree
油相:1%原油模拟油;水相:200mg /L
不同剪切降解程度的聚合物溶液
3结论
(1)剪切速率低于6000r /min时,聚合物溶液与模拟油间油水界面张力值差别不大,当剪切速率增加到8000r /min时,其界面张力明显降低。
第43卷第2期2014年2月
应用化工Vol.43No.2Feb.2014
Applied Chemical Industry
拟薄水铝石胶溶过程规律性研究
11211221
王栋,石晓庆,高辉,翟佳宁,刘涛,高渊,孙树明,张忠东(1.中国石油兰州化工研究中心,甘肃兰州730060;2.中国石油兰州石化公司催化剂厂,甘肃兰州730060)
摘Sol 、SiO 2对拟薄水铝石胶溶过程pH 值的影响,要:考察了加酸速度、固含量、添加Al-磷、并对拟薄水铝石胶溶
残留物进行了分析。结果表明,慢速加酸及高固含量使得拟薄水铝石胶溶及凝胶所耗酸量大大减少,但是高固含Sol 的加入,量情况下,拟薄水铝石胶体迅速凝胶;Al-大大缓冲了拟薄水铝石胶溶体系的pH 值,使得拟薄水铝石完全胶溶耗酸量大大增加;磷的加入,也使得体系的pH 值变化比较缓和,拟薄水铝石完全胶溶耗酸量略有增加,但是体系的粘稠度有所改善;SiO 2的加入,对拟薄水铝石胶溶的影响不大;拟薄水铝石胶溶残留物质主要是三水氧化铝,是一种很难被酸胶溶的物质。关键词:拟薄水铝石;胶溶;酸化;pH 值中图分类号:TQ 624
文献标识码:A
文章编号:1671-3206(2014)02-0328-04
Study on peptizing process of pseudo-boehmite
WANG Dong 1,SHI Xiao-qing 1,GAO Hui 2,ZHAI Jia-ning 1,
LIU Tao 1,GAO Yuan 2,SUN Shu-ming 2,ZHANG Zhong-dong 1
(1.Lanzhou Petrochemical ResearchCenter ,PetroChina ,Lanzhou 730060,China ;2.The Catalyst Plant of PetroChina Lanzhou Petrochemical Company ,Lanzhou 730060,China )
Abstract :The influences of acidifying speed ,solid contents ,Al-Sol ,P and SiO 2on pH of pseudo-boehmite peptization and the residues of pseudo-boehmite peptization were studied.The results showed that low a-cidifying speed and high solid contents greatly reduced the acid cost on the pseudo-boehmite peptization.But high solid contents made the pseudo-boehmite gelate rapidly and peptize not completely ;Al-Sol buff-ered greatly pH of pseudo-boehmite peptization system and increased the acid cost on the pseudo-boehm-ite peptization ;P also buffered pH of pseudo-boehmite peptization system and increased the acid a little ,but P improved the viscosity of pseudo-boehmite peptization system ;SiO 2had no much influence on pseu-do-boehmite peptization.The residues of pseudo-boehmite peptization were mainly a kind of alumina hy-drate ,which was so difficult to peptize.
Key words :pseudo-boehmite ;peptization ;acidify ;pH 拟薄水铝石是一种结晶不很完整的氧化铝含水晶体,是含水量大于薄水铝石而晶粒粒径小于薄水铝石的铝氧化物,具有无毒、无味、无臭、径向纯度高、成型性能好、具有触变性凝胶等特点
[1-2]
观密度及反应性能的波动
[4-5]
。同时,拟薄水铝石的
胶溶过程作为生产FCC 催化剂的最关键步骤,其流变学性质也被人们广泛关注,胶体粘度低,流变性能好的胶体对于提高催化剂固含量具有决定性的作用。因此,研究拟薄水铝石胶溶过程中的规律性,优化拟薄水铝石胶溶条件及胶溶程度对制备性能优良的FCC 催化剂及提高催化剂产能具有重要的意义。
,胶溶后
具有良好的粘结性能,热处理还可以生成含丰富孔Al 2O 3。因此,结构的γ-拟薄水铝石广泛应用于石油化工行业中,作为裂化、加氢和重整催化剂的粘结剂或载体
[3]
。在FCC 催化剂中,拟薄水铝石的作用是
活性基质和粘结剂,拟薄水铝石胶溶程度及其胶溶性能的波动常常会导致最终催化剂强度、孔体积、表
1
1.1
实验部分
材料与仪器
拟薄水铝石、铝溶胶、水玻璃、磷酸氢二铵均为
09-1710-09收稿日期:2013-修改稿日期:2013-作者简介:王栋(1982-),男,山西介休人,中国石油兰州化工研究中心工程师,硕士,主要从事催化裂化催化剂的研发。
E -mail :wangdong5@petrochina.com.cn 电话:[1**********],E -mail :zhangzhongdong@petrochi-通讯联系人:张忠东(1965-),男,陕西人,博士,教授级高工。电话:0931-7981976,
na.com.cn
工业品;盐酸,化学纯。
3C 型精密pH 计;SmartLab 型X 射线雷磁PHS-衍射仪。1.2
拟薄水铝石胶溶体系制备
500mL 烧杯中依次加入300mL 的去离子水和
100g 拟薄水铝石等物质,以200r /min的转速进行
缓慢加入盐酸,形成拟薄水铝石胶溶体系。搅拌,
2
2.1
结果与讨论
加酸速度对拟薄水铝石胶溶过程pH 值的影响
室温下(20ħ ),用浓盐酸对拟薄水铝石进行酸
图2固含量对拟薄水铝石胶溶过程pH 值的影响
Fig.2The influence of solid content quantity on process
pH of pseudo-boehmite ’s peptizing
化胶溶,考察了加酸速度对拟薄水铝石胶溶过程pH
值的影响,结果见图1
。由图2可知,在加酸量一致的前提下,高固含量
情况下,拟薄水铝石溶液的pH 值下降趋势与标样相似,也是由最初的急剧下降到最后的缓慢下降,由于固含量较高,当酸量达到6.5mL 时,拟薄水铝石溶液已经形成凝胶,无法搅拌,此时溶液的pH 值为2.13,拟薄胶溶不完全。由此可知,高固含量情况下,拟薄水铝石与盐酸迅速反应,形成无机高分子聚合物凝胶,无法对其继续进行酸化胶溶,胶溶效果不好。
2.3Al-Sol 对拟薄水铝石胶溶过程pH 值的影响Sol ,在拟薄水铝石胶溶体系中加入30g 的Al-Sol 对拟薄水铝石胶溶其余胶溶条件相同,考察Al-过程pH 值的影响,结果见图3
。
图1Fig.1
加酸速度对拟薄水铝石胶溶过程pH 值的影响The influence of acid adding speed on process pH of pseudo-boehmite ’s peptizing
由图1可知,在加酸量一致的前提下,加酸速度稍快的情况下,拟薄水铝石胶体的pH 值在酸量为0 2mL 急剧下降,其pH 值从8.54下降到4.0左pH 值平缓的下降,右,然后随着酸量的继续增加,当pH 值为2.0左右时,加酸量大约为10mL 左右,拟薄水铝石已经完全胶溶,此后再随着酸量的增加,pH 值变化不大,拟薄水铝石溶液变的越来越稠,直pH 值约至最终形成凝胶,此时耗酸大约为20mL ,为1.4。慢速加酸情况下,拟薄水铝石胶溶过程的pH 值下降较为平缓,pH 值但是在酸量为0 2mL ,其pH 值从9.5迅速下降到5.0下降也比较急剧,
左右,然后pH 值随酸量的增加缓慢下降,直至形成凝胶,此时溶液pH 值在2.0左右,耗酸10mL 。由此说明,以拟薄水铝石胶溶形成凝胶为胶溶终点,慢速加酸可以减少酸的总用量。2.2
固含量对拟薄水铝石胶溶过程pH 的影响标样固含量为20%,提高拟薄水铝石胶体的固含量至25%,其余条件与标样相同,考察了固含量结果见图2
。对拟薄水铝石胶溶过程pH 值的影响,
图3
铝溶胶对拟薄水铝石胶溶过程pH 值的影响
Fig.3The influence of Al-Sol on process
pH of pseudo-boehmite ’s peptizing
Al-Sol 的由图3可知,在加酸量一致的前提下,
加入,使得整个体系最初的pH 值在4.5左右,随着体系的pH 值一直保持缓慢的下降,直酸量的增加,
到酸量为18.0mL 时,拟薄水铝石胶溶比较完全,之pH 值变化不明显。由此得出,后随着酸量的增加,Al-Sol 是一种缓冲体系,酸量的加入不会使得体系Sol 具有一定吸收H 的推测Al-的pH 值下降很快,
Al-Sol 的加入,功能;此外,加大了拟薄水铝石胶溶Al-Sol 的存在消耗了一部分酸。所以,Al-的耗酸量,
Sol 存在,对于拟薄水铝石的胶溶不利。
+
2.4
磷对拟薄水铝石胶溶过程pH 值的影响
在拟薄水铝石胶溶体系中分别加入2g 或10g 可以分为4个阶段:第1阶段,拟薄水铝石颗粒由大变小的溶解阶段。在这一阶段,拟薄水铝石颗粒由大变小,溶液往往出现稀化的现象,酸加入量大约在2mL 以下。第2阶段,拟薄水铝石的反应阶段。在这一阶段,酸浓度升高,小颗粒的拟薄水铝石开始与
直至粒子消失形成溶胶。第3阶段,拟酸进行反应,
薄水铝石胶体的平稳阶段。在这一阶段,拟薄水铝
形成均一的胶体,但是这石颗粒已经完全被酸胶溶,
一阶段持续时间比较短,很快就转到第4阶段。第
4阶段,拟薄水铝石胶体的稠化聚合阶段。在这一阶段,拟薄水铝石胶体之间通过氢键的作用,缩合脱水,形成无机高分子聚合物,拟薄水铝石胶体的粘度
很快形成凝胶,直至搅拌不动,形成胶冻。迅速升高,
的磷酸氢二铵,其余胶溶条件与标样相同,考察磷对
拟薄水铝石胶溶过程pH 值的影响,结果见图4
。
图4
磷对拟薄水铝石胶溶过程pH 值的影响
Fig.4The influence of P on process
s peptizing pH of pseudo-boehmite ’
如何延缓第3阶段的时间,或者阻止第4阶段反应
的进行,对于FCC 催化剂的制备过程具有重要的意义,其可以提高FCC 催化剂制备的固含量,从而实现提高产量,同时可以改善FCC 催化剂制备过程中胶体的可操作性。2.6
拟薄水铝石酸化胶溶残留物的分析
采用同一种拟薄水铝石,相同干基(50g )及固
由图4可知,在加酸量一致的前提下,磷的加
入,使得体系的pH 值下降有所缓和,即使在最初的0 2mL 酸量之间,其pH 值的下降也要比标样缓和很多。但是,总体来看,其pH 值的下降也符合标样的最初急剧,之后趋于平缓的规律。磷的加入,使得拟薄完全胶溶所用酸量增加到13mL 左右,但是溶液的粘稠度明显低于标样。2.5
SiO 2对拟薄水铝石酸化胶溶的影响
在拟薄水铝石胶溶体系中加入30g 的水玻璃,其余胶溶条件与标样相同,考察SiO 2对拟薄水铝石胶溶过程pH 值的影响,结果见图5
。
5.0,7.5,10mL HCl ,分别加入2.5,对含量情况下,
其进行胶溶酸化,静置24h 。倒去上层清液,沉淀烘干称重,并作物相衍射分析,结果见表1和图6。
表1不同酸铝比下拟薄水铝石胶溶残留物的质量
Table 1Pseudo-boehmite ’s peptizing residue
under different acid to aluminum ratio
加酸量/mL
2.55.07.510.0
残留物质量/g
52.909.922.281.77
由表1可知,加酸量2.5mL 时,拟薄水铝石胶
可以认为拟薄溶残留物质量为52.90g (含水分),
在此条件下基本没有胶溶,拟薄胶溶处于颗粒由大残留物的质变小的溶解阶段。当加酸量为5mL 时,
图5
SiO 2对拟薄水铝石胶溶过程pH 值的影响
Fig.5The influence of SiO 2on process
s peptizing pH of pseudo-boehmite ’
量迅速减小到9.92g (含水分),大部分拟薄水铝石
残留物质量为已经胶溶;当加酸量为7.5mL 时,
2.28g (含水分),拟薄水铝石胶溶接近完全,这个过
程应该是拟薄水铝石胶溶的反应阶段,除了极少数大部分拟薄水铝石已的拟薄粒子很难被胶溶以外,
经完全胶溶;当加酸量为10mL 时,残留物质量为1.77g (含水分),此时的残留物质可以认为是无法或者很难被酸胶溶的颗粒。以上实验表明,不同胶溶程度下,拟薄水铝石胶溶存留有不同数量的颗粒物质,验证了拟薄水铝石的胶溶过程是逐一进行的。
由图6可知,随着胶溶程度的增加,一水氧化铝
SiO 2的加由图5可知,在加酸量一致的前提下,
入,对体系的pH 值影响不是很大,其pH 值的变化趋势与标样基本吻合,酸量达到12mL 时,拟薄水铝石完全胶溶,然后当酸量达到18.5mL 左右时,溶液
SiO 2的凝胶,粘度急剧增大,无法搅拌。由此看出,加入对拟薄水铝石的胶溶影响不大,同时也没有延
缓或者阻止溶液凝胶的功能。
由以上实验可以推断,拟薄水铝石的胶溶过程
的峰高逐渐降低,而三水氧化铝的峰高逐渐增高,说明随着胶溶程度的增加,一水氧化铝逐渐被酸所胶溶掉,而三水氧化铝的含量逐渐增加,说明三水氧化铝不容易被酸所胶溶而残留到最后。因此,拟薄水铝石中三水氧化铝的含量对于拟薄水铝石的完全酸化胶溶有着很大的影响
。
使得拟薄水铝石完全胶溶所耗酸量体系的pH 值,
大大增加;磷的加入也使得体系的pH 值变化比较缓和,拟薄水铝石完全胶溶耗酸量略有增加,但是体系的粘稠度有所改善;SiO 2的加入,对拟薄水铝石胶溶的影响不大。
(3)随着拟薄水铝石胶溶程度的提高,拟薄水残留物中三水氧化铝铝石胶溶残留物质越来越少,的含量越来越高,说明三水氧化铝是一种很难被酸胶溶的物质。参考文献:
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Fig.6
图6拟薄水铝石胶溶残留物物相图
Phase diagram of pseudo-boehmite ’s peptizing residue
△一水氧化铝;□三水氧化铝
3结论
(1)慢速加酸及高固含量情况下,拟薄水铝石胶溶及凝胶所耗的酸量大大减少,但是高固含量情由于拟薄水铝石胶体的迅速凝胶,其胶溶不完况下,全,胶溶效果受到一定的影响。
(2)Al-Sol 的加入,大大缓冲了拟薄水铝石胶溶
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)
(2)随着剪切速率的增加,聚合物溶液与模拟
油间的界面剪切粘度减小。
(3)随着剪切速率的增加,聚合物溶液/模拟油体系Zeta 电位的绝对值先小幅降低后再增加;剪切速率增加到4000r /min以上时,油滴表面的Zeta 电位绝对值随剪切速率增加而增加。参考文献:
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图3不同剪切降解聚合物与原油模拟油体系Zeta 电位
Fig.3Zeta potential of model oil and polymer solution with
different shear degradation degree
油相:1%原油模拟油;水相:200mg /L
不同剪切降解程度的聚合物溶液
3结论
(1)剪切速率低于6000r /min时,聚合物溶液与模拟油间油水界面张力值差别不大,当剪切速率增加到8000r /min时,其界面张力明显降低。