Патент на изобретение №2185880
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МИКРОСФЕРИЧЕСКОГО АЛЮМООКСИДНОГО НОСИТЕЛЯ
(57) Реферат: Изобретение относится к области приготовления микросферических алюмооксидных носителей для катализаторов. Способ заключается в приготовлении носителя для катализаторов нефтехимических процессов путем гидратации, сушки и прокаливания продукта термохимической активации тригидрата оксида алюминия, причем к продукту термохимической активации прибавляют 18-35 мас.% воды с температурой 15-30oС, полученную смесь помещают в сушилку с температурой 80-150oС, а после высушивания прокаливают при 550-950oС. Технический результат: получают пористый износоустойчивый микросферический носитель с насыпной плотностью 0,8-1,0 г/см3. 1 табл. Изобретение относится к способам приготовления микросферических алюмооксидных носителей для катализаторов. Целью изобретения является получение экономичным способом износоустойчивого микросферического алюмооксидного носителя с развитой удельной поверхностью и поровой структурой. Известен способ [Кацобашвили Я. Р., Куркова Н.С. Формовка микросферических и шариковых адсорбентов и катализаторов на основе активной окиси алюминия. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1973. С. 77] приготовления микросферического алюмооксидного носителя распылительной сушкой суспензии гидроксида алюминия, осажденного из алюмината натрия. К недостаткам такой технологии относятся наличие вредных стоков, необходимость первоначального растворения технического тригидрата оксида алюминия (ТГА), повторного осаждения и отмывки осадка. Кроме того, значительны энергозатраты на испарение воды при распылительной сушке суспензии. oС в течение нескольких секунд с последующим быстрым охлаждением материала. Продукт ТХА представляет собой оксидно-гидроксидное метастабильное состояние вещества с повышенной реакционной способностью. Перед распылительной сушкой проводят механохимическую активацию продукта ТХА и затем гидратацию в присутствии азотной кислоты в течение двух часов. Приготовленную суспензию подвергают обработке в распылительной сушилке, в результате чего образуется сухой порошок, который является товарным продуктом. После прокаливания высушенного порошка получается микросферический алюмооксидный материал, который, к сожалению, не может быть использован в качестве носителя для катализаторов, т.к. имеет низкую износоустойчивость, малую насыпную плотность (0,6-0,7 г/см3), поэтому катализаторы на его основе легко истираются и выносятся газовым потоком из реактора. Предлагаемое изобретение направлено на упрощение технологии и уменьшение энергоемкости процесса, на увеличение насыпной плотности носителя до 0,8-1,0 г/см3 и повышение его износоустойчивости. Сущность изобретения заключается в смешивании продукта ТХА с достаточным для заполнения пор количеством воды, часть которой затем (при температуре 80-150oС) расходуется на неполную гидратацию продукта ТХА. Одновременно при сушке за счет испарения удаляется оставшаяся вода, поэтому не происходит полной гидратации продукта, которая привела бы к ослаблению и разрушению микросферических частиц продукта ТХА. Высушенный гидратированный продукт прокаливают при температуре 550-950oС. Изобретение иллюстрируется следующими примерами (см.таблицу). ПРИМЕР 1. 100 г продукта ТХА (насыпная плотность 1,3 г/см3, объем пор 0,05 см3/г, удельная поверхность 80 м2/г, потери при прокаливании 22 мас.%) при комнатной температуре смешивают с 25 см3 дистиллированной воды. Температура полученной смеси 23oС. Влажную смесь помещают в сушильный шкаф, нагретый до 150oС, выдерживают при этой температуре 2 часа и прокаливают при температуре 720oС. Согласно дериватографическому и рентгенофазовому анализам гидратированный и высушенный продукт ТХА представляет собой, в основном, псевдобемит, который при 550oС переходит в  -Al2O3. Физические свойства полученного таким образом носителя приведены в таблице.
Износоустойчивость носителей оценивали с помощью стандартного устройства ППМ-1М для определения механической прочности катализаторов согласно техническому описанию АИФ 2.769.001 ТО и инструкции по его эксплуатации. Износоустойчивость рассчитывали как отношение, в процентах, содержания оставшихся после истирания фракций крупнее 63 микрон к содержанию фракций крупнее 63 микрон в исходном продукте до истирания. Если прокалить негидратированные тригидрат оксида алюминия (пример 2) или продукт ТХА (пример 3), то получаются носители с очень низкой механической прочностью.
В примерах 4-6 носители готовили аналогично примеру 1, но изменяли количество добавляемой воды, температуру влажной смеси, температуру сушки и прокаливания.
При недостаточном количестве добавленной воды (менее 18 мас.%, пример 4) гидратация и упрочнение микросферических частиц проходят незначительно и износоустойчивость носителей понижена. При избыточном количестве добавленной к продукту ТХА воды (более 35 мас.%, пример 5) износоустойчивость носителя также снижается из-за слишком глубокой гидратации продукта. Если сушку влажной массы проводить при температуре ниже 80oС, то вода испаряется относительно медленно, гидратация продукта успевает пройти глубже необходимого, и износоустойчивость носителя также снижается.
Носители, полученные согласно прототипу путем механохимической активации продукта ТХА, гидратации в присутствии азотной кислоты, распылительной сушки суспензии на опытно-промышленном оборудовании Ишимбайского специализированного химического завода катализаторов и прокаливания высушенной микросферы при 720oС в течение 6 часов, были легкими и непрочными (пример 7).
В примере 8 для сравнения приведены физические свойства и, в том числе, износоустойчивость импортного носителя для катализатора оксихлорирования, используемого в ЗАО “Каустик”.
Формула изобретения
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
