CN110787765B - 一种反应器及制备拟薄水铝石的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种反应器及制备拟薄水铝石的方法。该反应器为N个筒体套在一起形成套筒式反应器,筒体具有中空夹层结构,该套筒式反应器由外至内依次为第1筒体、第2筒体、……、第N筒体;第N筒体设有第一原料入口,第1筒体设有排出口,第2‑第N筒体分别设有溢流口和溢流导管,第1‑第N筒体分别设有第二原料入口;第N筒体内及相邻的两个筒体间均设有导管,导管上设有出料孔。采用该反应器制备的拟薄水铝石晶粒分布集中,经焙烧得到的氧化铝的孔结构满足渣油加氢催化剂载体要求,且整体工艺简单、易操作。

Description

一种反应器及制备拟薄水铝石的方法
技术领域
本发明涉及一种反应器,具体涉及一种用于制备拟薄水铝石的反应器以及采用该反应器制备拟薄水铝石的方法。
背景技术
氧化铝有很多类型,如γ-Al2O3、η-Al2O3、θ-Al2O3、δ-Al2O3和α-Al2O3等,其中γ-Al2O3由于具有比表面积大、孔结构可调和热稳定性好的性质,在催化领域特别是催化加氢领域有着非常广泛的应用。制备γ-Al2O3的通常方法是先制取拟薄水铝石,然后在一定温度下焙烧转化为γ-Al2O3。拟薄水铝石在工业上一般有三种制备方法:
(1)铝盐和碱的中和反应,如氯化铝法:
AlCl3+3NH4OH→Al(OH)3+3NH4Cl;
(2)铝盐和铝酸盐的复分解反应,如硫酸铝法:
Al2(SO43+6NaAlO2+12H2O→8Al(OH)3+3Na2SO4
(3)铝酸盐和酸的中和反应,如碳化法:
2NaAlO2+CO2+3H2O→2Al(OH)3+Na2CO3
其中,碳化法制备活性氧化铝的过程一般如下:偏铝酸钠或铝酸钠和二氧化碳反应,控制反应温度及反应终点的pH值,然后经过滤、洗涤、干燥和焙烧,得到活性氧化铝。
CN1057443A、CN1254684A、CN1420082A得到的活性氧化铝的孔径和孔容较小,孔结构也随操作条件及外部环境的变化而变化,使得其应用受到一定的限制,而其反应过程也以间歇操作为主,因此造成了装置利用率低,产品性质波动等缺点。
CN2264173A公开了一种用于制备氢氧化铝的新型反应器,该反应器以气体鼓泡取代机械搅拌,在反应器的塔体和塔底连接处装有气体分布板,气体分布板的开孔区直径等于塔体的直径。CN2616525A公开了一种用于制备氢氧化铝的新型反应器,该反应器为对上述反应器进行了改进,增加了气体二次分布的气体分布板,提高了气体利用率和反应器的搅拌效率。上述二种反应器在一定程度上避免了传统机械搅拌反应器能耗大、气体分布不均、利用率低的缺点,但仍存在气泡尺寸大、气体利用率低和制备的氢氧化铝晶粒大小不一,孔径分布弥散的不足。
CN104959091A公开了一种碳化反应合成系统及其在制备拟薄水铝石方面的应用及制备方法,其中连续碳化反应釜制备氢氧化铝沉淀系统由两个或两个以上微型单元碳化反应釜串联而成,用于拟薄水铝石制备的含铝碱性溶液在微型单元碳化反应釜内因受阻力形成折流、返混与CO2和空气的混合气体发生碳化反应,生成的浆液流入下一微型单元碳化反应釜,如此反复,实现碳化反应过程的连续。该方法虽然实现了碳化法制备拟薄水铝石的连续化,但制备过程较复杂,而且含铝碱性溶液或生成的浆液在微型单元碳化反应釜折流、返混,容易造成在微型单元碳化反应釜停留时间不一致,使得生成的拟薄水铝石晶粒大小不一,焙烧后的氧化铝孔径分布弥散。
发明内容
为克服现有技术中的缺点,本发明提供了一种反应器及利用该反应器制备拟薄水铝石的方法。所得的拟薄水铝石晶粒分布集中,经焙烧得到的氧化铝的孔结构满足渣油加氢催化剂载体要求,该方法工艺简单、易操作。
本发明提供了一种反应器,该反应器为N个筒体套在一起形成套筒式反应器;所述筒体具有中空夹层结构,该套筒式反应器由外至内依次为第1筒体、第2筒体、……、第N筒体;第N筒体设有第一原料入口,第1筒体设有排出口,第2-第N筒体分别设有溢流口和溢流导管,第1-第N筒体分别设有第二原料入口;第N筒体内及相邻的两个筒体间均设有导管,导管上设有出料孔。
进一步地,所述的N个筒体为直径不同,高度相同的筒体,其中N为大于等于3的自然数,优选N为3~5。所述的N个筒体共用一个筒底,优选N个筒体共轴设置。
进一步地,所述的第一原料入口位于第N筒体底部且与第N筒体的内腔相通。
进一步地,所述的排出口位于第1筒体上部,排出口可以设有一个或多个。
进一步地,所述的溢流口位于第2-第N筒体的上部,第2-第N筒体各设有一个或多个溢流口。
进一步地,在第2-第N筒体外侧均设置有溢流导管,所述溢流导管上部与该筒体内腔通过溢流口相通,溢流导管下部与该筒体外侧相邻的筒体通过溢流导管下开口相通。优选地,所述溢流导管下部设置的溢流导管下开口位于筒体底部。进一步地,所述的第二原料入口位于第1-第N筒体的底部,第二原料入口分别与该筒体的中空夹层相通,各筒体底部各设有一个或多个第二原料入口。
进一步地,第N筒体内及其它相邻的两个筒体间各设有多个导管,所述导管水平设置,优选沿筒体轴向分多层水平设置,进一步优选导管沿筒体径向水平设置,最好在筒体内腔均匀排布。
进一步地,第N筒体内的导管的两端分别与筒体的中空夹层相通,第1-第N-1筒体内的各导管的一端与其筒体的中空夹层相通,另一端与其邻近的内层筒体的外侧相连或相接。
另一方面,本发明还提供了一种制备拟薄水铝石的方法,采用上述反应器,包括:
(1)配制偏铝酸钠溶液;
(2)步骤(1)所得的偏铝酸钠溶液由反应器第一原料入口进入反应器第N筒体内腔,同时含CO2的混合气体由第N筒体第二原料入口通入反应器第N筒体中空夹层中,含CO2的混合气体通过导管的出料孔排出,使偏铝酸钠溶液在第N筒体内向上平推式移动过程中与排出的含CO2的混合气体进行反应;当反应生成的浆液上升至或高于第N筒体的溢流口时,浆液由溢流口经溢流导管流入第N-1筒体底部,同时含CO2的混合气体由第N-1筒体第二原料入口通入反应器第N-1筒体中空夹层中,含CO2的混合气体通过导管的出料孔排出,使浆液在第N-1筒体内向上平推式移动过程中与排出的含CO2的混合气体继续进行反应,当反应生成的浆液上升至或高于第N-1筒体的溢流口时,浆液由溢流口经溢流导管流入第N-2筒体底部,以此类推,最终反应生成的浆液通过反应器第1筒体的排出口排出;
(3)将步骤(2)所得的浆液过滤,得到的滤饼经水洗、干燥后得到拟薄水铝石。
步骤(1)中所述偏铝酸钠溶液的苛性比为1.1~1.8,优选1.3~1.6;所述偏铝酸钠溶液浓度以Al2O3计为15~75gAl2O3/L,优选20~45gAl2O3/L。
步骤(1)中偏铝酸钠溶液的配制为本领域常规技术手段,如将氢氧化铝和氢氧化钠混合配成浓度以Al2O3计为300~400gAl2O3/L的溶液,然后用质量浓度为1%~5%的NaOH溶液稀释至所需浓度。
步骤(2)中所述含CO2的混合气体为空气和/或惰性气体与CO2的混合气体,其中混合气体中CO2的体积浓度为5%~35%,优选10%~30%。所述反应的反应温度为5℃~50℃,优选15℃~35℃。
步骤(2)反应过程中,通过调整含CO2的混合气体的流量来控制各溢流口及排出口排出的浆液pH值,其中排出口排出的浆液pH值控制为8.5~11.0,溢流口排出的浆液pH值控制为13.5~11.0,且由第N-第1筒体排出的浆液pH值依次降低;优选由相邻两个筒体排出的浆液pH值至少相差0.5。
步骤(2)中所述反应在第N-第1筒体各筒体的反应停留时间均为10~18min,反应在第N-第1筒体的总反应停留时间不超过60min。
步骤(3)所述的干燥条件如下:温度为100~150℃,干燥时间6~10小时。
本发明制备拟薄水铝石过程中,根据需要还可以加入助剂,如Si、P、B或Ti中的一种或几种,助剂的质量含量以氧化物计为所得拟薄水铝石的2%~6%。
本发明所得拟薄水铝石经550~750℃焙烧4~7小时,所得氧化铝的性质如下:孔容为1.0~1.3mL/g,比表面积为340~390m2/g;孔分布如下:孔直径<6nm的孔的孔容占总孔容的5%~10%,孔直径为6~15nm的孔的孔容占总孔容的65%~80%,孔直径>15nm的孔的孔容占总孔容的15%~25%。
本发明方法具有如下优点:
(1)本发明方法采用特定的套筒式反应器来制备拟薄水铝石,延长了原料在反应器内的行走路径,混合气体分层、分级、多次、多点进入反应器参与反应,在提高气体利用率的同时也克服了现有技术生产过程中气体进入集中放热造成的孔容小及三水含量高的缺点;流体流动以平推的方式有规则地向前移动,不会出现严重的返混及扰动等现象;同时原料与气体能够充分混合,所得的拟薄水铝石晶粒分布集中,经焙烧得到的孔结构满足渣油加氢催化剂载体要求。
(2)本发明实现了连续碳化法制备拟薄水铝石,且该方法工艺简单、易操作。
附图说明
图1为本发明实施例1、3、5和比较例1、2所得拟薄水铝石的颗粒直径分布图;
图2为本发明反应器的剖面图;
图3为本发明反应器的俯视图;
附图标记说明如下:
1-筒体,2-筒体外侧,3-筒体内侧,4-溢流口,5-排出口,6-溢流导管,7-导管,8-出料孔,9-筒底,10-第一原料入口,11-第二原料入口,11-3第3筒体第二原料入口、11-2-第2筒体第二原料入口、11-1-第1筒体第二原料入口。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述,以下实施例用于说明本发明的技术方案,但不用来限制本发明的保护范围。
本发明提供的反应器,如图2和图3,为3个筒体套在一起形成套筒式反应器;所述筒体1为中空夹层结构,该套筒式反应器由外至内依次为第1筒体、第2筒体、第3筒体;第3筒体设有第一原料入口,第1筒体设有排出口5,第2和第3筒体分别设有溢流口4和溢流导管6,第1-第3筒体分别设有第二原料入口11-1、11-2、11-3;第3筒体内及第1筒体与第2筒体间、第2筒体与第3筒体间均设有导管7,导管上设有出料孔8。
所述的3个筒体为直径不同,高度相同的圆柱形筒体,3个筒体共用一个筒底,3个筒体共轴。
所述的第一原料入口10位于第3筒体底部且与第3筒体的内腔相通。
所述的排出口5位于第1筒体上部,排出口设有2个。
所述的溢流口4位于第2和第3筒体的上部,第2和第3筒体各设有2个溢流口。
在第2和第3筒体外侧均设置有溢流导管6,所述溢流导管6上部与该筒体内腔通过溢流口相通,溢流导管下部与该筒体外侧相邻的筒体通过溢流导管下开口相通,其中溢流导管下部设置的溢流导管下开口位于筒体底部。
所述第1-第3筒体底部设置的第二原料入口11分别与该筒体的中空夹层相通,各筒体底部各设有2个第二原料入口。
第3筒体内及相邻的两个筒体间各设有多个导管7,所述导管7沿筒体轴向分多层水平设置,其每层导管沿径向水平设置且在筒体内腔均匀排布。第3筒体内的导管的两端分别与筒体的中空夹层相通,第1和第2筒体内的各导管的一端与其筒体的中空夹层相通,另一端沿径向与其邻近的内层筒体外侧2相连。
利用该反应器制备拟薄水铝石的方法为:将偏铝酸钠溶液连续注入套筒式反应器第一原料入口10,同时由套筒式反应器第3筒体第二原料入口11-3通入含CO2的混合气体,偏铝酸钠溶液在第3筒体内向上平推式移动过程中与各层导管7的出料孔8排出的含CO2的混合气体进行反应,当反应生成的浆液上升至溢流口4或高于溢流口4时,浆液由溢流口4经溢流导管6流入套筒式反应器第2筒体底部,通过调整混合气体的流量控制流出浆液的pH值,同时通过冷却等手段控制反应温度;当浆液流入套筒式反应器第2筒体底部时,由套筒式反应器第2筒体第二原料入口11-2通入含CO2的混合气体,浆液在第2筒体内向上平推式移动过程中与各层导管7的出料孔8排出的混合气体进行反应,当反应生成的浆液上升至溢流口4或高于溢流口4时,浆液由溢流口4经溢流导管6流入第1筒体底部,通过调整混合气体的流量控制流出浆液的pH值,同时通过冷却等手段控制反应温度;当浆液流入第1筒体底部时,由套筒式反应器第1筒体第二原料入口11-1通入含CO2的混合气体,浆液在第1筒体内向上平推式移动过程中与各层导管7的出料孔8排出的混合气体进行反应,当反应生成的浆液上升至终点浆液排出口5时,浆液由终点浆液排出口5排出反应器外部,通过调整混合气体的流量控制浆液终点的pH值,同时通过冷却等手段控制反应温度;最终反应生成的浆液通过反应器第1筒体的排出口排出反应器,排出的浆液经过滤,洗涤、干燥,得到本发明拟薄水铝石。
实施例1
该实施例采用如图2和3所示的3个筒体形成的套筒式反应器。取工业一级氢氧化铝粉和工业一级氢氧化钠配置浓度为370 gAl2O3/L的浓偏铝酸钠溶液,再用含3%的NaOH溶液将浓偏铝酸钠稀释,得到浓度为25gAl2O3/L,苛性比为1.35的偏铝酸钠溶液,将偏铝酸钠溶液连续注入套筒式反应器第一原料入口10,同时由套筒式反应器第3筒体第二原料入口11-3进入CO2与空气的混合气体,控制CO2的体积浓度为15%,偏铝酸钠溶液在第3筒体内向上平推式移动过程中与各层导管7的出料孔8排出的混合气体进行反应,当反应生成的浆液上升至溢流口4或高于溢流口4时,浆液由溢流口4经浆液溢流导管6流入套筒式反应器第2筒体底部,通过调整混合气体的流量控制流出浆液的pH值为13.5,控制反应温度为23℃,并控制物料在第3筒体内反应停留时间为17min;内层反应器流出的浆液进入第2筒体套筒式反应器底部后,由套筒式反应器第2筒体第二原料入口11-2进入CO2与空气的混合气体,控制CO2的体积浓度为15%,浆液在第2筒体内向上平推式移动过程中与各层导管7的出料孔8排出的混合气体进行反应,当反应生成的浆液上升至溢流口4或高于溢流口4时,浆液由溢流口4经浆液溢流导管6流入第1筒体底部,通过调整混合气体的流量控制流出浆液的pH值为12.0,控制反应温度为23℃,并保证物料在第2筒体内反应停留时间为17min;浆液流入套筒式反应器第1筒体底部时,由套筒式反应器第1筒体第二原料入口11-1进入CO2与空气的混合气体,控制CO2的体积浓度为15%,浆液在第1筒体内向上平推式移动过程中与各层导管7的出料孔8排出的混合气体进行反应,当反应生成的浆液上升至终点浆液排出口5时,最终反应生成的浆液由终点浆液排出口5排出反应器外部,通过调整混合气体的流量控制最终反应生成浆液的pH值10.5,控制反应温度为23℃,并保证物料在第1筒体内反应停留时间为17min;排出的浆液经过滤,用50℃的去离子水洗至中性,120℃干燥6小时,得到本发明拟薄水铝石A-1。再经650℃焙烧4小时,所得氧化铝a-1,物化性质见表1,拟薄水铝石A-1颗粒直径分布见图1。
实施例2
其它同实施例1,只是将空气和CO2混合气体中CO2的体积浓度改为25%,所得氧化铝a-2物化性质见表1。
实施例3
其它同实施例1,只是将偏铝酸钠浓度改为35gAl2O3/L,得到本发明拟薄水铝石A-3,所得氧化铝a-3物化性质见表1,拟薄水铝石A-3颗粒直径分布见图1。
实施例4
其同实施例1,只是通过调整混合气体的流量控制第2筒体流出浆液的pH值为12.5,通过调整混合气体的流量控制最终反应生成的浆液pH值10.0。所得氧化铝a-4物化性质见表1。
实施例5
该实施例采用5个筒体形成的套筒式反应器。取工业一级氢氧化铝粉和工业一级氢氧化钠配制浓度为370 gAl2O3/L的浓偏铝酸钠溶液,再用含3%的NaOH溶液将浓偏铝酸钠稀释,得到浓度为25gAl2O3/L,苛性比为1.35的偏铝酸钠溶液,将偏铝酸钠溶液连续注入套筒式反应器第一原料入口,同时由套筒式反应器第5筒体第二原料入口进入CO2与空气的混合气体,控制CO2的体积浓度为15%,偏铝酸钠溶液在第5筒体内向上平推式移动过程中与该筒体内各层导管的出料孔排出的混合气体进行反应,当反应生成的浆液上升至该筒体的溢流口或高于该筒体的溢流口时,浆液由溢流口经该筒体外侧的浆液溢流导管流入套筒式反应器第4筒体底部,通过调整混合气体的流量控制流出浆液的pH值为13.5,控制反应温度为23℃,并控制物料在第5筒体内反应停留时间为11min;内层反应器流出的浆液进入第4筒体套筒式反应器底部后,由套筒式反应器第4筒体第二原料入口进入CO2与空气的混合气体,控制CO2的体积浓度为15%,浆液在第4筒体内向上平推式移动过程中与该筒体各层导管的出料孔排出的混合气体进行反应,当反应生成的浆液上升至该筒体的溢流口或高于溢流口时,浆液由溢流口经该筒体外侧的浆液溢流导管流入第3筒体底部,通过调整混合气体的流量控制流出浆液的pH值为12.8,控制反应温度为23℃,并保证物料在第4筒体内反应停留时间为11min;浆液流入套筒式反应器第3筒体底部时,由套筒式反应器第3筒体第二原料入口进入CO2与空气的混合气体,控制CO2的体积浓度为15%,浆液在第3筒体内向上平推式移动过程中与该筒体各层导管的出料孔排出的混合气体进行反应,当反应生成的浆液上升至溢流口或高于溢流口时,浆液由溢流口经该筒体外侧的浆液溢流导管流入第2筒体底部,通过调整混合气体的流量控制流出浆液的pH值为12.0,控制反应温度为23℃,并保证物料在第3筒体内反应停留时间为11min;浆液流入套筒式反应器第2筒体底部时,由套筒式反应器第2筒体第二原料入口进入CO2与空气的混合气体,控制CO2的体积浓度为15%,浆液在第2筒体内向上平推式移动过程中与该筒体各层导管的出料孔排出的混合气体进行反应,当反应生成的浆液上升至溢流口或高于溢流口时,浆液由溢流口经浆液溢流导管流入第1筒体底部,通过调整混合气体的流量控制流出浆液的pH值为11.5,控制反应温度为23℃,并保证物料在第2筒体内反应停留时间为11min;浆液流入套筒式反应器第1筒体底部时,由套筒式反应器第1筒体第二原料入口进入CO2与空气的混合气体,控制CO2的体积浓度为15%,浆液在第1筒体内向上平推式移动过程中与各层导管的出料孔排出的混合气体进行反应,当反应生成的浆液上升至该筒体的排出口时,最终反应生成的浆液由排出口排出反应器外部,通过调整混合气体的流量控制最终反应生成浆液的pH值10.5,控制反应温度为23℃,并保证物料在第1筒体内反应停留时间为11min;排出的浆液经过滤,用50℃的去离子水洗至中性,120℃干燥6小时,得到本发明拟薄水铝石A-5。再经650℃焙烧4小时,所得氧化铝a-5,物化性质见表1,拟薄水铝石A-5颗粒直径分布见图1。
比较例1
取工业一级氢氧化铝粉和工业一级氢氧化钠配制浓度为370 gAl2O3/L的浓偏铝酸钠溶液,再用含3%的NaOH溶液将浓偏铝酸钠稀释,得到浓度为25gAl2O3/L,苛性比为1.35的偏铝酸钠溶液,将溶液加入到釜式反应器内,通入空气和CO2的混合气体,利用混合气体搅拌,控制CO2的体积浓度为15%,控制浆液温度为23℃,当浆液pH值降至10.5时停进混合气体,控制反应51min后停止反应,浆液用50℃的去离子水洗至中性,120℃干燥6小时,得到拟薄水铝石DA-1,再经650℃焙烧4小时,所得氧化铝Da-1,拟薄水铝石颗粒直径分布见图1。
比较例2
取工业一级氢氧化铝粉和工业一级氢氧化钠配制浓度为370 gAl2O3/L的浓偏铝酸钠溶液,再用含3%的NaOH溶液将浓偏铝酸钠稀释,得到浓度为25gAl2O3/L,苛性比为1.35的偏铝酸钠溶液,以中国专利CN104959091A公开的连续碳化反应釜制备氢氧化铝沉淀系统合成拟薄水铝石,其中,制备氢氧化铝沉淀系统由三个微型单元碳化反应釜串联而成,以150mL/min的流速将偏铝酸钠溶液连续注入一级微型单元碳化反应釜,同时进入二氧化碳与空气的混合气体,控制CO2的体积浓度为15%,通过调整混合气体的流量控制流出浆液的pH值为13.5,控制反应温度为23℃;流出的浆液进入二级微型单元碳化反应釜,进入CO2与空气的混合气体,控制CO2的体积浓度为15%,通过调整混合气体的流量控制流出浆液的pH值为12.0,控制浆温度为23℃;流出的浆液进入三级微型单元碳化反应釜,进入CO2与空气的混合气体,控制CO2的体积浓度为15%,通过调整混合气体的流量控制浆液终点的pH值10.5,控制浆温度为23℃;排出的浆液经过滤,用50℃的去离子水洗至中性,120℃干燥6小时,得到拟薄水铝石DA-2。再经650℃焙烧4小时,所得氧化铝Da-2,物化性质见表1,拟薄水铝石DA-2颗粒直径分布见图1。
表1 本发明制备氧化铝的物化性质
编号 a-1 a-2 a-3 a-4 a-5 Da-1 Da-2
孔容,mL/g 1.22 1.24 1.18 1.16 1.21 1.05 1.11
比表面积,m<sup>2</sup>/g 368 378 365 360 364 397 385
三水含量,% <1.0 <1.0 <1.0 <1.0 <1.0 7.0 2.0
孔分布,%
<6nm 6.7 6.3 7.0 7.2 6.5 21.9 12.3
6~15nm 73.2 73.4 73.1 72.7 73.1 47.2 63.2
>15nm 20.1 20.3 19.9 20.1 20.4 30.9 24.5

Claims (21)

1.一种反应器,该反应器为N个筒体套在一起形成套筒式反应器;所述筒体具有中空夹层结构,该套筒式反应器由外至内依次为第1筒体、第2筒体、……、第N筒体;第N筒体设有第一原料入口,第1筒体设有排出口,第2-第N筒体分别设有溢流口和溢流导管,第1-第N筒体分别设有第二原料入口;第一原料入口及第二原料入口均位于筒体底部;第N筒体内及相邻的两个筒体间均设有导管,导管上设有出料孔,所述的第二原料入口位于第1-第N筒体的底部,第二原料入口分别与该筒体的中空夹层相通,所述导管沿筒体轴向分多层水平设置;
所述的溢流口位于第2-第N筒体的上部,第2-第N筒体各设有一个或多个溢流口;在第2-第N筒体外侧均设置有溢流导管,所述溢流导管上部与该筒体内腔通过溢流口相通,溢流导管下部与该筒体外侧相邻的筒体通过溢流导管下开口相通;所述溢流导管下部设置的溢流导管下开口位于筒体底部;第N筒体内的导管的两端分别与筒体的中空夹层相通,第1-第N-1筒体内的各导管的一端与其筒体的中空夹层相通,另一端与其邻近的内层筒体的外侧相连或相接。
2.按照权利要求1所述的反应器,其特征在于:所述的N个筒体为直径不同,高度相同的筒体,其中N为大于等于3的自然数,所述的N个筒体共用一个筒底。
3.按照权利要求2所述的反应器,其特征在于: N个筒体共轴设置。
4. 按照权利要求2或3所述的反应器,其特征在于: N为3~5。
5.按照权利要求1所述的反应器,其特征在于:所述的第一原料入口与第N筒体的内腔相通。
6.按照权利要求1所述的反应器,其特征在于:所述的排出口位于第1筒体上部,排出口设有一个或多个。
7.按照权利要求1所述的反应器,其特征在于:第二原料入口为一个或多个。
8.按照权利要求1所述的反应器,其特征在于:第N筒体内及其它相邻的两个筒体间设有的导管为多个,导管沿筒体径向水平设置。
9.按照权利要求8所述的反应器,其特征在于:导管在筒体内腔均匀排布。
10.一种制备拟薄水铝石的方法,其特征在于:采用权利要求1-9任一所述的反应器,包括:
(1)配制偏铝酸钠溶液;
(2)步骤(1)所得的偏铝酸钠溶液由反应器第一原料入口进入反应器第N筒体内腔,同时含CO2的混合气体由第N筒体第二原料入口通入反应器第N筒体中空夹层中,含CO2的混合气体通过导管的出料孔排出,使偏铝酸钠溶液在第N筒体内向上平推式移动过程中与排出的含CO2的混合气体进行反应;当反应生成的浆液上升至或高于第N筒体的溢流口时,浆液由溢流口经溢流导管流入第N-1筒体底部,同时含CO2的混合气体由第N-1筒体第二原料入口通入反应器第N-1筒体中空夹层中,含CO2的混合气体通过导管的出料孔排出,使浆液在第N-1筒体内向上平推式移动过程中与排出的含CO2的混合气体继续进行反应,当反应生成的浆液上升至或高于第N-1筒体的溢流口时,浆液由溢流口经溢流导管流入第N-2筒体底部,以此类推,最终反应生成的浆液通过反应器第1筒体的排出口排出;
(3)将步骤(2)所得的浆液过滤,得到的滤饼经水洗、干燥后得到拟薄水铝石。
11.按照权利要求10所述的方法,其特征在于:步骤(1)中所述偏铝酸钠溶液的苛性比为1.1~1.8;所述偏铝酸钠溶液浓度以Al2O3计为15~75gAl2O3/L。
12.按照权利要求10所述的方法,其特征在于:步骤(1)中所述偏铝酸钠溶液的苛性比为1.3~1.6;所述偏铝酸钠溶液浓度以Al2O3计为20~45gAl2O3/L。
13.按照权利要求10所述的方法,其特征在于:步骤(2)中所述反应在第N-第1筒体各筒体的反应停留时间均为10~18min,反应在第N-第1筒体的总反应停留时间不超过60min。
14.按照权利要求10所述的方法,其特征在于:步骤(2)中所述含CO2的混合气体为空气和/或惰性气体与CO2的混合气体,其中混合气体中CO2的体积浓度为5%~35%。
15.按照权利要求10所述的方法,其特征在于:步骤(2)中所述含CO2的混合气体为空气和/或惰性气体与CO2的混合气体,其中混合气体中CO2的体积浓度为10%~30%。
16.按照权利要求10所述的方法,其特征在于:步骤(2)中所述反应的反应温度为5℃~50℃。
17.按照权利要求10所述的方法,其特征在于:步骤(2)中所述反应的反应温度为15℃~35℃。
18.按照权利要求10所述的方法,其特征在于:步骤(2)反应过程中,通过调整含CO2的混合气体的流量来控制各溢流口及排出口排出的浆液pH值,其中排出口排出的浆液pH值控制为8.5~11.0,溢流口排出的浆液pH值控制为13.5~11.0,且由第N-第1筒体排出的浆液pH值依次降低。
19.按照权利要求18所述的方法,其特征在于:由相邻两个筒体排出的浆液pH值至少相差0.5。
20.按照权利要求10所述的方法,其特征在于:步骤(3)干燥条件如下:温度为100~150℃,干燥时间为6~10小时。
21.按照权利要求10所述的方法,其特征在于:所述拟薄水铝石经550~750℃焙烧4~7小时,所得氧化铝的性质如下:孔容为1.0~1.3mL/g,比表面积为340~390m2/g;孔分布如下:孔直径<6nm的孔的孔容占总孔容的5%~10%,孔直径为6~15nm的孔的孔容占总孔容的65%~80%,孔直径>15nm的孔的孔容占总孔容的15%~25%。
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采用NaAlO2-CO2连续中和法制备拟薄水铝石;曾丰,杨清河,曾双亲;《石油学报(石油加工)》;20151030;第31卷(第5期);第1069-1074页 *

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