中國粉體網 近日，中石化(大連)石油化工研究院(以下簡稱中石化大連院)牽頭完成的“活性氧化鋁晶面控制關鍵技術創新及在柴油質量升級中的應用”項目獲中國化工學會科技進步一等獎。
活性氧化鋁因其具有孔結構可調、比表面積大、吸附性能好、表面具有酸性和熱穩定性好等優點，因此成為化工和石油工業中最廣泛應用的催化劑或催化劑載體，在石油加氫裂化、加氫精制、加氫重整、脫氫反應及汽車尾氣凈化等反應過程中發揮著重要作用。
氧化鋁的晶型轉換
吸附劑及催化劑載體用氧化鋁是一種精細化學品，其中η-Al2O3和γ-Al2O3又是最重要的催化劑及載體，它們都是含有缺陷的尖晶石結構。兩者的區別是：四面體的晶體結構不同（γ>η），六方層的堆排規整性不同（γ>η）以及Al—O鍵距不同（η>γ，差值0.05～0.1nm）。
γ-Al2O3一般是通過將其前體擬薄水鋁石在400～600℃高溫脫水制得，所以其表面物化性質很大程度上取決于其前體擬薄水鋁石，但制備擬薄水鋁石的方法有很多種，因而來源不同的擬薄水鋁石導致了γ-Al2O3的多樣性。
η-Al2O3屬立方晶系，可由拜爾石在一定的升溫速率下在400-750℃煅燒得到。它具有和γ-Al2O3相差不大的孔容和比表面積，表面酸性比Al2O3要強，主要用作催化劑的載體。
目前，車用柴油執行國六標準，其在柴油硫含量不大于10ppm的基礎上，進一步要求多芳烴含量不高于7%。未來清潔車用柴油質量標磚多環芳烴含量也會被進一步下降。但在柴油生過程中，但在柴油加氫反應過程中受反應熱力學平衡的影響，生產高質量標準車用柴油會對柴油加氫處理裝置的運行周期造成不利影響。
根據當前柴油質量升級面臨深度脫硫、多環芳烴飽和與工業裝置運行周期的矛盾性問題，并且還要實現低成本柴油質量升級。中石化大連院高級專家郭蓉領銜的項目團隊通過氧化鋁前驅體的可控性“離子緩釋”“能量消減”手段，創建了氧化鋁晶面調控策略及活性氧化鋁物性深度調控的關鍵技術。
郭蓉帶領項目團隊通過配位劑的引入，干預并引導氧化鋁前驅體的生長行為，研制出具有酸堿兩性氧化鋁晶粒材料。隨后，項目團隊通過延遲鋁氧前驅體的化學轉化歷程，提高鋁離子在液相中重組反應的勢壘，首次獲得遠高于常規工業氧化鋁B酸含量的正八面體氧化鋁晶粒。將其引入在柴油柴油加氫催化劑的開發中，利用其形成的“酸島”效應，構筑加氫催化劑酸性位—金屬硫化物相鄰雙功能活性中心結構，加快多環芳烴及雜原子化合物吸附—加氫—脫附速率，降低其在酸性位表面吸附—縮聚反應的發生，從而減少積碳生成，實現了催化劑活性相的定向構建及精細調控，使催化劑具備超深度加氫及高活性穩定性雙重功能。最終，項目團隊開發的催化劑相對脫硫活性提高67%，滿足了工業裝置長周期穩定運行的需求。
截至目前，該項目已申請國內外發明專利51件，獲授權21件，PCT國際專利已在美國、日本、歐洲等國家和地區展開布局。此外，該催化劑在俄羅斯等國家也成功應用，為“一帶一路”倡議的實施添磚加瓦，標志著我國柴油質量升級技術跨入國際領先行列，提高了我國加氫技術在國際上的影響力。
來源：中國化工報
（中國粉體網編輯整理/空青）
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