在現代化工產業鏈中,催化材料就猶如電子行業中的芯片,決定著工業化生產的效率與品質。其中氧化鋁基催化劑載體作為煉油、化工等領域的核心材料,長期面臨著高端產品依賴進口的困境。近日,粉體工業萬里行走訪揚州中天利新材料股份有限公司,一同見證這家以醇鹽水解技術為核心的企業是如何通過工藝革新實現國產氧化鋁高端催化劑“硬核突破”的。
技術破壁——醇鹽水解工藝的超精細"造孔術"
催化劑載體的孔結構是決定其性能的關鍵因素之一,涵蓋孔徑、孔容、比表面積、穩定性等多個維度。這些因素通過影響活性位點暴露、傳質效率及機械強度等,直接決定了催化劑的活性、選擇性和壽命。據揚州中天利技術總經理李顯坪先生介紹,目前催化載體用普通氧化鋁粉因其純度低,孔容偏小,無法滿足中高端市場需求,而揚州中天利對標德國SASOL催化粉體指標,創新性地采取醇鹽水解法,以高純鋁箔和異丙醇為原料,反應得到異丙醇鋁,之后通過異丙醇鋁的分子級水解反應和高溫煅燒等工藝精準調控催化劑載體孔結構相關參數,以適應中高端市場需求的催化劑載體用粉體和催化載體,目前揚州中天利已有能力為客戶提供比表面積達300-400㎡/g、孔容達0.7-1.5cm3/g的可定制粉體,同時制備出水熱穩定性優異的高純超細氧化鋁催化劑載體,產品形貌包括柱狀、環狀、球狀、壓片狀、顆粒狀以及擠條狀等等。
此外,為了確保活性組分(如Pt、Pd等貴金屬)充分發揮作用,一些領域對氧化鋁催化劑的純度也提出了很高要求,個別金屬元素含量要求達到了2ppm以下,甚至是ppb級。而鋁醇水解工藝在加工過程中通過提純技術,使Fe,Na等關鍵雜質指標得到有效控制,能突破氧化鋁生產工藝在純度方面的限制,使得氧化鋁達到4N甚至5N級的純度。目前,揚州中天利生產的高端氧化鋁催化劑載體已可對標德國SASOL和美國霍尼韋爾UOP部分品種,實現國產替代。
生態衍生——鋁基全系材料的多樣化布局
當然,揚州中天利的競爭力不僅限于氧化鋁系列高端催化劑這一產品。依靠醇鋁水解法這種國際先進工藝流程,實現了每一個環節都有產品輸出,衍生形成了“異丙醇鋁——高純SB粉——高純超細氧化鋁粉體——高純超細AlON、AlN以及Y3Al5O12高純粉體”的產業鏈布局,產品除可應用于催化劑領域外,還涵蓋藍寶石、鋰電涂覆隔膜、醫藥農藥、半導體、功能陶瓷、化工生產等眾多高新領域。
揚州中天利的醇鹽水解全套生產鏈
值得一提的是,揚州中天利這一套生產流程由于幾乎不產生任何有害氣體,采用的原料多比較環保,并且反應過程中利用較多的醇還可以進行重復利用,利用率高達目前高達80%-90%,同時三廢(廢水、廢氣、固體廢棄物)也可接近零排放,成功做到了“綠色環保、環境友好”,實現環保效益與經濟效益雙贏,打破了“高污染”的化工傳統認知。
小結
“卡脖子材料”的國產替代攸關國家產業安全與經濟韌性,揚州中天利以醇鹽水解法為核心技術,在高端氧化鋁基催化劑載體領域實現了技術突圍,改善了該材料長期受制于進口壟斷的局面,也為中國高端材料自主化浪潮推波助瀾。不過,李總坦言目前很多新興技術還是掌握在歐美手中,我國許多領域的國產替代之路任重道遠。因此,我們也希望,在目前復雜的國際形勢下,有越來越多像揚州中天利這樣有抱負的國內企業來為國產制造業添柴加火。
萬里行團隊
作者:粉體圈
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