中国粉体网 近日，中石化(大连)石油化工研究院(以下简称中石化大连院)牵头完成的“活性氧化铝晶面控制关键技术创新及在柴油质量升级中的应用”项目获中国化工学会科技进步一等奖。
活性氧化铝因其具有孔结构可调、比表面积大、吸附性能好、表面具有酸性和热稳定性好等优点，因此成为化工和石油工业中最广泛应用的催化剂或催化剂载体，在石油加氢裂化、加氢精制、加氢重整、脱氢反应及汽车尾气净化等反应过程中发挥着重要作用。
氧化铝的晶型转换
吸附剂及催化剂载体用氧化铝是一种精细化学品，其中η-Al2O3和γ-Al2O3又是最重要的催化剂及载体，它们都是含有缺陷的尖晶石结构。两者的区别是：四面体的晶体结构不同（γ>η），六方层的堆排规整性不同（γ>η）以及Al—O键距不同（η>γ，差值0.05～0.1nm）。
γ-Al2O3一般是通过将其前体拟薄水铝石在400～600℃高温脱水制得，所以其表面物化性质很大程度上取决于其前体拟薄水铝石，但制备拟薄水铝石的方法有很多种，因而来源不同的拟薄水铝石导致了γ-Al2O3的多样性。
η-Al2O3属立方晶系，可由拜尔石在一定的升温速率下在400-750℃煅烧得到。它具有和γ-Al2O3相差不大的孔容和比表面积，表面酸性比Al2O3要强，主要用作催化剂的载体。
目前，车用柴油执行国六标准，其在柴油硫含量不大于10ppm的基础上，进一步要求多芳烃含量不高于7%。未来清洁车用柴油质量标砖多环芳烃含量也会被进一步下降。但在柴油生过程中，但在柴油加氢反应过程中受反应热力学平衡的影响，生产高质量标准车用柴油会对柴油加氢处理装置的运行周期造成不利影响。
根据当前柴油质量升级面临深度脱硫、多环芳烃饱和与工业装置运行周期的矛盾性问题，并且还要实现低成本柴油质量升级。中石化大连院高级专家郭蓉领衔的项目团队通过氧化铝前驱体的可控性“离子缓释”“能量消减”手段，创建了氧化铝晶面调控策略及活性氧化铝物性深度调控的关键技术。
郭蓉带领项目团队通过配位剂的引入，干预并引导氧化铝前驱体的生长行为，研制出具有酸碱两性氧化铝晶粒材料。随后，项目团队通过延迟铝氧前驱体的化学转化历程，提高铝离子在液相中重组反应的势垒，首次获得远高于常规工业氧化铝B酸含量的正八面体氧化铝晶粒。将其引入在柴油柴油加氢催化剂的开发中，利用其形成的“酸岛”效应，构筑加氢催化剂酸性位—金属硫化物相邻双功能活性中心结构，加快多环芳烃及杂原子化合物吸附—加氢—脱附速率，降低其在酸性位表面吸附—缩聚反应的发生，从而减少积碳生成，实现了催化剂活性相的定向构建及精细调控，使催化剂具备超深度加氢及高活性稳定性双重功能。最终，项目团队开发的催化剂相对脱硫活性提高67%，满足了工业装置长周期稳定运行的需求。
截至目前，该项目已申请国内外发明专利51件，获授权21件，PCT国际专利已在美国、日本、欧洲等国家和地区展开布局。此外，该催化剂在俄罗斯等国家也成功应用，为“一带一路”倡议的实施添砖加瓦，标志着我国柴油质量升级技术跨入国际领先行列，提高了我国加氢技术在国际上的影响力。
来源：中国化工报
（中国粉体网编辑整理/空青）
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