CS263172B1

CS263172B1 - 8 for forming adsorbents and catalysts

Info

Publication number: CS263172B1
Application number: CS865324A
Authority: CS
Inventors: Pavol Ing Skalak; Michal Ing Drsc Matas; Koloman Galfy
Original assignee: Skalak Pavol; Matas Michal; Koloman Galfy
Priority date: 1986-07-14
Filing date: 1986-07-14
Publication date: 1989-04-14
Also published as: CS532486A1

Abstract

RieSenie sa týká výroby adsorbentov a katalyzátorov. Zavádza jednoduchý progresívny prvok do formovania adsorbentov a katalyzátorov a to kombináciu formovania vytláčaním do tvaru valčekov a lámáním valčekov v zmiešavači opatrenom lopatkovým mieSadlom za súčasného zaoblenia hrán. Získajú sa granuly o vysokej pevnosti voči tlaku s velkou oderovou stálosťou. RieSenie je možné aplikovat vo výskume a v priemyselnej praxi.The solution concerns the production of adsorbents and catalysts. It introduces a simple progressive element into the formation of adsorbents and catalysts, namely the combination of formation by extrusion into the shape of rollers and breaking the rollers in a mixer equipped with a paddle mixer while simultaneously rounding the edges. Granules with high compressive strength and high abrasion resistance are obtained. The solution can be applied in research and industrial practice.

Description

Tento vynález sa týká spůsobu formovania adsorbentov a katalyzátorov kombináciou vytláčania do tvaru valčekov, lámanla valčekov a súčasného zaoblenia ich hrán.The present invention relates to a process for forming adsorbents and catalysts by combining extrusion into the shape of rollers, breaking rollers and simultaneously rounding their edges.

Pri formováni pasty vytvořenéj z prášku nosiča katalyzátore alebo zeolitu a spájadla vytláčením cez kruhové otvory vznikajú valčeky o dížke 5 až 30 mm. Konce valčekov majú hrany, ktoré sa po vysušení a kalcinácii odierajú za vzniku prachu. Pri řezaní valčekov vo vytláčacom 9troji na dížku menšiu ako 3 mm dochádza k zalepovaniu vytláčacích perforovaných platniček.When the paste formed from the catalyst carrier or zeolite powder and binder is formed by extruding through circular holes, cylinders having a length of 5 to 30 mm are formed. The ends of the rollers have edges which, after drying and calcining, rub off to form dust. When cutting the rollers in the extruder 9 to a length of less than 3 mm, the extruded perforated plates are sealed.

Pri formovaní nosiča katalyzátore alebo zmesi práškovitého zeolitu a spájadla v granulačných bubnoch, alebo v granulátoroch s rýchlobežným miešadlom vzniká zmes gulóčkovitých granúl s rozdielnym priemerom. Len přibližné 30 až 40 % hmotnostných granúl má žiadúcu velkost priemeru 60 až 70 % hmotnostných granúl sa vracia na hnetenie a opStovnú granuláciu. Vzniklé gulůčky majú relativné malú pevnost pre aplikáciu v prevádzkových adsorbéroch, alebo reaktoroch. Například gulůčky s priemerom 0,8 až 1,2 mm majú po kalcinácii odolnost voči bodovému tlaku len 1,2 až 1,5 N.By forming the catalyst support or the powdered zeolite / binder mixture in granulation drums or high speed stirrer granulators, a mixture of spherical granules with different diameters is formed. Only approximately 30 to 40% by weight of the granules have the desired diameter of 60 to 70% by weight of the granules returned for kneading and re-granulation. The resulting spheres have a relatively low strength for application in process adsorbers or reactors. For example, balls with a diameter of 0.8 to 1.2 mm have, after calcination, a resistance to point pressure of only 1.2 to 1.5 N.

V súlade s týmto vynálezom bolo zistené, že vyššie uvedené nedostatky nemá spůsob formovania adsorbentov a katalyzátorov, ktorého podstata spočívá v tom, že sa z granulačnej hmoty pozostávajúcej z nosiča, alebo zo zeolitu a z anorganického spájadla, připadne za přítomnosti organického modifikátora tvarovania, připraví hnětením zmes, ktorá sa pomocou vytláčacieho stroja sformuje do tvaru valčekov a valčeky sa polámu a súčasne na hranách zaoblla v zmešovači opatrenom miešadlom.In accordance with the present invention, it has been found that the above drawbacks have no effect on the formation of adsorbents and catalysts, which consists in that the granulation mass consisting of a carrier or zeolite and an inorganic binder, optionally in the presence of an organic shaping modifier, are prepared by kneading. the mixture, which is formed into rollers by means of an extruder, and the rollers are broken and at the same time rounded at the edges in a mixer equipped with a stirrer.

Ako nosič katalyzátora sa může použit alumina, aluminosilikát, silikagél a ich zmesi, aktivně uhlie. Před vytláčaním nosiča do tvaru granúl můžu byť na ňom nanesené aktivně kovy, alebo zlúčeniny.Alumina, aluminosilicate, silica gel and mixtures thereof, activated carbon can be used as the catalyst support. The metals or compounds can be actively deposited on the carrier before extruding it into granular form.

Ako spájadlo syntetických zeolitov sa používá oxid hlinitý, syntetický, alebo prírodný aluminosilikát, alebo silikagél, alebo ich zmesi. Z prírodných aluminosilikátov sa ako spájadlo používá například haloysit, bentonit, íl, kaolín, alebo ich zmesi. Hmotnostný poměr spájadla k zeolitu sa může pohybovat od 5:95 do 90:15 v závislosti na tom, či ide o adsorbent, alebo o katalyzátor a od požadovanéj pevnosti granúl.The binder of the synthetic zeolites used is alumina, synthetic or natural aluminosilicate, or silica gel, or mixtures thereof. Of the natural aluminosilicates, for example, haloysit, bentonite, clay, kaolin or mixtures thereof are used as binders. The weight ratio of binder to zeolite may range from 5:95 to 90:15 depending on whether it is an adsorbent or a catalyst and the desired granule strength.

Organickým módifikátorom tvarovania může byt karboxymetylcelulóza, alebo jej soli alkalických kovov alebo kovov alkalických zemin, polysacharidy, například škrob, alebo ich zmesi.The organic shaping modifier may be carboxymethylcellulose, or its alkali metal or alkaline earth metal salts, polysaccharides such as starch, or mixtures thereof.

Posláním modifikátora tvarovania je zlepšovanie plasticity katalyzátora alebo nosiča katalyzátora, alebo adsorbenta a jeho zmesi so spájadlom, zníženie trenia granulácii a tým aj abrazívnosti vytláčanej hmoty a zvýšenie medzikryštálovej pórozity po vykalcinovani granúl v oxidačnej atmosféře. Množstvo modifikátora tvarovania v granulačnej zmesi sa pohybuje v rozmedzí od 1 do 20 % hmot. Organický modifikátor tvarovania nie je nutné použit v prípadoch, kde ho nahradzuje spájadlo, například peptizovaná alumina.The mission of the molding modifier is to improve the plasticity of the catalyst or catalyst support or adsorbent and its mixture with the binder, to reduce the granulation friction and thus the abrasiveness of the extruded mass, and to increase the intergranular porosity after calcining the granules in an oxidizing atmosphere. The amount of shaping modifier in the granulation mixture ranges from 1 to 20% by weight. An organic shaping modifier need not be used in cases where it is replaced by a binder such as peptized alumina.

Množstvo vody v paste pripravenej hnětením nosiča katalyzátora alebo zeolitu, anorganického spájadla a připadne modifikátora hnetenia sa může pohybovat v závislosti od typu nosiča, od poměru zeolitu k spájadlu a od typu a množstva spájadla v rozmedzí 20 až 50 % hmot., s výhodou 38 až 42 % hmot.The amount of water in the paste prepared by kneading the catalyst support or zeolite, the inorganic binder and optionally the kneading modifier may vary depending on the type of support, the zeolite to binder ratio and the type and amount of binder in the range of 20 to 50% by weight. 42 wt.

Priemer valčekov vytvořených vytláčením granulačnej hmoty je závislý od palikácie adsorbenta, alebo katalyzátora a od minimálněj pevnosti voči bodovému tlaku požadovanéj pre priemyselnú aplikáciu. Může sa pohybovat v rozmedzí 0,4 až 3 mm. Pre katalytické procesy sa spravidla používajú granuly s váčším priemerom okolo 1,5 až 3 mm. Pre adsorpčné procesy sa používajú granuly s priemerom 0,4 až 2 mm. DÍžka valčekov sa spravidla pohybuje od 5 do 30 mm. Valčeky adsorbentov, alebo katalyzátorov vytvořené vytláčaním majú prierez, kolmý na ich dížku, nepravidelný s ostrými obvodovými hranami. Pri manipulácii s nimi, pri transporte, sušení, kalcinácii a balení dochádza k oderu ostrých hrán a k tvorbě nežíadúceho prachu.The diameter of the rollers formed by the extrusion of the granulation material is dependent on the palpation of the adsorbent or catalyst and the minimum strength to the point pressure required for industrial application. It can range from 0.4 to 3 mm. Generally, granules having a larger diameter of about 1.5 to 3 mm are used for the catalytic processes. For adsorption processes granules with a diameter of 0.4 to 2 mm are used. The length of the rollers generally ranges from 5 to 30 mm. The rollers of adsorbents or catalysts formed by extrusion have a cross-section perpendicular to their length, irregular with sharp peripheral edges. When handling, transporting, drying, calcining and packing, sharp edges are rubbed and unwanted dust is formed.

Tieto ich nedostatky sa odstránia následným lámáním valčekov v zmiešavačoch opatřených miešadlom, například vrtulovým miešadlom, excentricky uloženým v granulačnom bubne, súčasne s lámáním valčekov dochádza aj k zaobleniu hrán na kruhových plochách, kolmých na čížku valčekov. Vznikajú tým granuly blížiaoe sa gulóčkovému tvaru s nízkým oderom prí manipulácii s nimi. Súčasne sa zvýši pevnost granúl.These drawbacks are eliminated by subsequent breaking of the rollers in mixers equipped with a stirrer, for example a propeller mixer, eccentrically mounted in the granulation drum, and at the same time the edges of the rollers are rounded on the circular surfaces perpendicular to the roll. This results in granules that are close to a low abrasion ball shape when handled. At the same time, the strength of the granules is increased.

Zmiešavač opatřený miešadlom mĎže pracovat násadové, alebo kontinuálně.The mixer provided with the stirrer can operate batchwise or continuously.

Doba potřebná na lámanie a zaoblovanie valčekov v zmiešavačí je 3 sekundy až 15 minút, a to v závislosti na počte otáčok miešadla, priemeru valčekov a obsahu vody v nich.The time required to break and round the rollers in the mixer is from 3 seconds to 15 minutes, depending on the number of stirrer speeds, roll diameter and the water content of the rollers.

Výhoda spĎsobu podlá tohoto vynálezu spočívá v tom, že sa granuly adsorbenta, alebo katalyzátora získavajú s výtažkom až 80 % hmotnostných požadovaných rozmerov, že sa zvýši pevnost granúl voči oderu a tým sa zníži tvorba prachu pri manipulácii s granulami v procese sušenia, kalcinácie, balenia a transportu. Ďalšou výhodou spósobu podlá tohoto vynálezu je získanie granúl s pevnosťou vyhovujúcou pre ich aplikáciu v prevádzkových adsorbéroch, alebo reaktoroch.The advantage of the process according to the invention is that the adsorbent or catalyst granules are obtained with up to 80% by weight of the required dimensions, that the granule abrasion strength is increased and thus the formation of dust during the handling of the granules in the drying, calcining, packaging process is reduced. and transport. Another advantage of the process of the present invention is to obtain granules of strength suitable for their application in process adsorber or reactors.

Spósobom podlá tohoto vynálezu sa zvýši sypná hmotnost granúl, zníži sa volný priestor medzi granulami, zvýši sa výkon adsorbéra alebo reaktora, zvýši sa čistota desorbátu v procese adsorpčného delenie látok, zvýši sa adsorpčná kapacita a selektivita adsorbenta, zníži sa obsah oielového produktu v rafináte a tým sa zvýši ekonomika procesu.According to the invention, the bulk density of the granules is increased, the space between the granules is reduced, the adsorber or reactor performance is increased, the desorbate purity in the adsorption separation process is increased, the adsorption capacity and adsorbent selectivity is increased, this will increase the process economy.

Pre ilustráciu sú uvedené příklady, ktoré však neobmedzujú predmet vynálezu.By way of illustration, examples are provided but are not intended to limit the scope of the invention.

Příklad 1 hmotnostných dielov práškovitej peptizovanej gama-aluminy a 30 hmotnostných dielov vysokokremíkatého minerálnou kyselinou dekatiónovaného zeolitu s obsahom niklu 3 % hmotnostně sa zmieša v hnetacom stroji 0,5 hodiny. Vzniklá zmes sa upraví vodou na obsah vlhkosti 30 % hmotnostných a mieša sa v hnetáku 1 hodinu a po ochladení sa formuje vytláčacím strojom pozostávajúcim zo súkolia dvoch ozubených kolies opatřených perforovanými platničkami.Example 1 parts by weight of powdered peptized gamma-alumina and 30 parts by weight of high-silicon mineral acid decathioned zeolite with a nickel content of 3% by weight are mixed in a kneading machine for 0.5 hours. The resulting mixture is treated with water to a moisture content of 30% by weight and mixed in a kneader for 1 hour and, after cooling, formed by an extruder consisting of a pair of gears equipped with perforated plates.

Priemer otvorov platniček je 1,5 mm. Vzniklé valčeky sa pretransportujú do násadového zmiešavača opatřeného lopatkovým miešadlom pohybujúcim sa rýchlosťou 200 otáčok za minútu. Zádržná doba granúl v zmiešavačí je 15 minút. Získá sa frakcia granúl o rozmerooh 1,5 až 1,8 mm vo výtažku 80 % hmotnostných. Pevnost granúl po klacinácii je 20 N, přiklad 2 hmotnostných dielov práškovitého zeolitu NaY obsahujúceho 20 % hmotnostných vody, hmotnostných dielov plaveného haloysitu obsahujúceho 15 i hmotnostných vody a 5 hmotnostných dielov sodnej soli karboxymetylcelulózy sa zamieša v hnětači pol hodiny. Potom sa přidá destilovaná voda v takom množstve, že po hodinovom prehnetení vznikne zmes vhodná pre granuláciu vytláčaním, obsahujúca 40 % hmotnostných vody. Granulačná zmes sa vyformuje vo vytláčacom zariadení pozostávajúcom z dvoch ozubených kolies, opatřených perforovanými platničkami.The diameter of the plate openings is 1.5 mm. The resulting rollers are transferred to a mixer equipped with a paddle stirrer at a speed of 200 rpm. The retention time of the granules in the mixer is 15 minutes. A granule fraction of 1.5 to 1.8 mm in a yield of 80% by weight is obtained. The strength of the granules after germination is 20 N, for example 2 parts by weight of powdered zeolite NaY containing 20% by weight of water, parts by weight of floated haloysite containing 15% by weight of water and 5 parts by weight of sodium carboxymethylcellulose are mixed in a kneader for half an hour. Distilled water is then added in such an amount that, after an hour of kneading, a mixture suitable for extrusion granulation containing 40% by weight of water is formed. The granulation mixture is formed in an extruder consisting of two gears equipped with perforated plates.

Priemer otvorov platničiek je 1,2 mm. Získájú sa valčekovité granuly róznej dížky, pohybujúcej sa od 5 do 30 mm. Valčekovité granuly sa pretransportujú do zmiešavača opatřeného lopatkovým miešadlom otáčajúcim sa rýchlosťou 2 000 otáčok za minútu. Zmiešavač pracuje násadové. Doba pobytu valčekov v zmiešavačí je 3 sekundy. Získájú sa granuly vykazujúce pevnost po granulácii 15 N gulóčkovitého a elipsoidného tvaru s výtažkom frakcie, rozmerov 1,2x1,4 mm, 80 % hmotnostných. Adsorbent sa používá na delenie n-alkénov z ich zmesi s n-alkánmi,Plate diameter is 1.2 mm. Cylindrical granules of different lengths ranging from 5 to 30 mm are obtained. The cylindrical granules are transferred to a mixer equipped with a paddle stirrer at a speed of 2000 rpm. The mixer works hatching. The residence time of the rollers in the mixer is 3 seconds. Granules having a strength after granulation of 15 N spherical and ellipsoidal shape with a fraction yield of dimensions 1.2x1.4 mm, 80% by weight are obtained. The adsorbent is used to separate n-alkenes from their mixture with n-alkanes,

Příklad 3 hmotnostných dielov práškovitého plaveného bentonitu, 95 hmotnostných dielov práškovité263172 ho zeolltu NaA a 10 hmotnostných dielov práškovitého škrobu sa mieša v hnětači pol hodiny. Hmotnostně dlely všetkých troch látok sú počítané na 100í-nú látku. Do prehnetenej zmesi sa přidá destilovaná voda v množ štve potrebnom na dosiahnutie vlhkosti 50 % hmotnostných a zmes sa hnietie dalej 1,5 hodiny bez chladenia. Po skončení hnetenia sa zmes ochladí na 20 °C a potom sa formuje vytláčacím strojom so skrutkovým podávačom a vytláčacou platničkou s otvormi priemeru 0,8 mm do tvaru valčekov o dlžke 1,5 až 2 mm. Získané valčeky sa pretransportujú do kontinuálně pracujúceho zmiešovača opatřeného lopatkovým miešadlom pohybujúcim sa rýchlostou 800 otáčok za minútu. Zádržná doba granúl v zmiešavači je sklonom bubna nastavená na 12 minút. Získá sa frakcia granúl o potřebných rozmeroch dlžky 0,8 až 1,2 mm vo výtažku 80 % hmotnostných. Pevnost granúl po klacinácii je 10 N. Adsorbent sa používá na sušeníe plynov a kvapalín.Example 3 parts by weight of powdered floated bentonite, 95 parts by weight of powdered 263172 zeolite NaA and 10 parts by weight of powdered starch are mixed in a kneader for half an hour. The weight percentages of all three substances are calculated per 100%. Distilled water was added to the kneaded mixture in an amount sufficient to achieve a moisture content of 50% by weight, and the mixture was kneaded for an additional 1.5 hours without cooling. After the kneading is complete, the mixture is cooled to 20 ° C and then formed by a screw feeder extruder and an extruder plate with a diameter of 0.8 mm into cylinders of 1.5 to 2 mm in length. The rollers obtained are transferred to a continuously operating mixer equipped with a paddle stirrer at a speed of 800 rpm. The retention time of the granules in the mixer is set to 12 minutes by the inclination of the drum. A pellet fraction having the required dimensions of 0.8 to 1.2 mm in a yield of 80% by weight is obtained. The pelleting strength is 10 N. The adsorbent is used for drying gases and liquids.

Příklad 4Example 4

100 hmotnostných dielov peptizovanej aluminy obsahujúcej 2 % hmotnostně oxidu niklu a 15 S hmotnostných oxidu molybdénu sa zamieša v hnetáku s vodou na obsah vlhkosti 50 % hmotnostných. Získaná hmota sa formuje vytláčacím strojom opísaným v příklade 1. Vzniklé valčeky sa prlemlestnia do zmiešavača ako v příklade 1. Získajú sa granuly so zaoblenými hranami o priemere 1,5 mm a dlžke 1,5 mm až 1,8 mm. Pevnost: 15 N/granula. Katalyzátor slúži pre odsírovanie ropných frakcií.100 parts by weight of peptized alumina containing 2% by weight of nickel oxide and 15% by weight of molybdenum oxide are mixed in a kneader with water to a moisture content of 50% by weight. The obtained mass is formed by the extruder described in Example 1. The resulting rollers are transferred to the mixer as in Example 1. Granules having rounded edges of 1.5 mm in diameter and 1.5 mm to 1.8 mm in length are obtained. Strength: 15 N / granule. The catalyst serves for desulfurization of petroleum fractions.

Claims

263172 4 of the zeolite NaA and 10 parts by weight of the starch powder are mixed in a kneader for half an hour. Parts by weight of all three are calculated on 100% of the substance. Water is added to the crosslinked mixture in an amount necessary to achieve a moisture content of 50% by weight and the mixture is further stirred for 1.5 hours without cooling. After kneading, the mixture is cooled to 20 ° C and then extruded with a screw feeder and extruder with a diameter of 0.8 mm of rollers having a length of 1.5 to 2 mm. The rollers were transferred to a continuously operating mixer equipped with a paddle stirrer moving at 800 rpm. The granule retainer in the mixer is set to 12 minutes by the drum inclination. A fraction of granules having the required dimensions of 0.8 to 1.2 mm in 80% yield is obtained. The strength of the granules after 10 N. The adsorbent is used for drying gases and liquids. Example 4 100 parts by weight of peptized alumina containing 2% by weight of nickel oxide and 15% by weight of molybdenum oxide are mixed in a kneader with water to a moisture content of 50% by weight. The mass obtained is formed by an extruder as described in Example 1. The resulting rollers are placed in a mixer as in Example 1. Granules with rounded edges of 1.5 mm in diameter and 1.5 mm to 1.8 mm in length are obtained. Strength: 15 N / granule. Catalyst serves for desulphurisation of petroleum fractions. SUBJECT OF THE INVENTION

A process for forming adsorbents and catalysts, characterized in that a mixture comprising 20 to 50% by weight of the catalyst or a mixture of adsorbent and inorganic binder, optionally in the presence of an organic homogenizer, is prepared by kneading. water, the mixture is formulated on the extruder in the form of cylinders having a diameter of 0.4 to 3 mm and a length of at least 2 mm and the rollers are broken and rounded at the edges in a seed mixer or mixer equipped with a stirrer for 3 seconds to 15 minutes.

2. A process according to claim 1, wherein the inorganic binder is alumina, a synthetic or natural aluminosilicate, or silica gel, or mixtures thereof and / or activated carbon.

3. Process according to claim 1, characterized in that carboxymethylcellulose or its alkali metal or alkaline earth and / or polysaccharide salts are used as the organic shaping modifier. Severografia, n. P „MOST Price 2.40 Kcs