DE69912130T2

DE69912130T2 - Neues dispergierbares aluminiumhydrat, verfahren zu dessen herstellung und dessen verwendung zur herstellung von katalysatoren

Info

Publication number: DE69912130T2
Application number: DE69912130T
Authority: DE
Inventors: Pierre-Yves Le Goff; Philippe Laval; Michel Martin
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 1998-07-06
Filing date: 1999-07-06
Publication date: 2004-05-06
Anticipated expiration: 2019-07-07
Also published as: EP1098848A1; KR20010071756A; JP2002519297A; AU4624299A; DK1098848T3; WO2000001617A1; JP4747353B2; KR100588323B1; DE69912130D1; EP1098848B2; DE69912130T3; US6713428B1; DK1098848T4; CN1184144C; EP1098848B1; CN1308589A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aluminiumhydraten.
Die Aluminiumhydrate werden zur Herstellung von Katalysatoren oder Katalysatorträgern verwendet. Die Herstellung besteht üblicherweise darin, Aluminiumhydrat zu formen, es dann zu kalzinieren, um es in Aluminiumoxid umzuformen. Die Eigenschaften des Aluminiumhydrats beeinflussen die Charakteristiken des erhaltenen Aluminiumoxids und somit die Anwendungseigenschaften der Katalysatoren und Katalysatorträger. So ist eine erhöhte Dispergierbarkeit der Aluminiumhydrate in Wasser eine nachgesuchte Eigenschaft, da sie es ermöglicht, Katalysatoren oder Katalysatorträger mit den vorteilhaften Eigenschaften herzustellen:

– Zunächst führt ein dispergierbares Aluminiumhydrat zu Katalysatorträgern, die keine Agglomerate oder Aggregate von Aluminiumoxid enthalten. Man erhält so homogene Träger.
– Auch sind bei einem dispergierbaren Aluminiumhydrat die Formgebungsbedingungen elastischer (beispielsweise ist der Säuregrad geringer), was es ermöglicht, ein erhebliches Porengesamtvolumen beizubehalten.
– Schließlich weisen die Katalysatoren oder Katalysatorträger, die aus einem dispergierbaren Aluminiumhydrat stammen, eine monomodale Porenverteilung ohne Meso- und/oder Makroporen auf (unter Meso- und/oder Makroporen versteht man jede Pore von einer Abmessung größer als der mittlere Durchmesser). In gewissen Anwendungen, wie beim Hydrotreatment in Erdölraffinerien, sucht man nach dem Fehlen dieser Meso- und/oder Makroporen: wenn nämlich der Durchmesser der Poren gering ist (100 Å) treten die Metalle nicht in den Träger ein, was seine Deaktivierung vermeidet. Wenn darüber hinaus die Porenverteilung eng ist, treten allein gewisse Moleküle in den Träger ein, was es ermöglicht, ein Molekularsieb herzustellen. Im übrigen sind die Kokungseffekte begrenzt und die Abwesenheit von Makroporen erhöht den mechanischen Widerstand des Trägers.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht also darin, ein Verfahren zur Herstellung von Aluminiumhydraten vorzuschlagen, die über eine erhöhte Dispergierbarkeit in Wasser verfügen.
Unter diesen Zielen betrifft die Erfindung die Herstellung eines Aluminiumhydrats, das über eine Dispergierbarkeit in Wasser von wenigstens 80 Gew.-% für einen Durchmesser kleiner oder gleich 0,3 μm verfügt.
Nach einer der Verwirklichungsformen erfolgt die Herstellung des Aluminiumhydrats ohne Rückmischung gemäß den folgenden Stufen:

1 – Mischen einer sauren Aluminiumquelle und einer Base oder einer basischen Aluminiumquelle und einer Säure, derart, dass ein Aluminiumoxidmonohydrat abgeschieden wird,
2 – Reifen
3 – Filtrieren
4 – Waschen und
5 – Trocknen.

Nach einer anderen Verwirklichung erfolgt die Herstellung des Aluminiumhydrats unter Rückmischung gemäß den folgenden Stufen:

1' – Mischen in einem durchrührten Reaktor unter Rückmischung eines Aluminiumsulfats und einer Base bei einem pH-Wert zwischen 6 und 8,5 und einer Temperatur zwischen 50 und 95°C,
2' – Reifen bei einem pH-Wert zwischen 9 und 11 und bei einer Temperatur zwischen 60 und 90°C,
3' – Filtrieren,
4' – Waschen und
5' – Trocknen.

1 zeigt die granulometrischen Verteilungen eines Aluminiumhydrats nach der Erfindung und eines Aluminiumhydrats nach dem Stand der Technik.
Das erfindungsgemäß hergestellte Aluminiumhydrat ist zum überwiegenden Teil von kristalliner Aluminiummonohydratstruktur (AlOOH, nH₂O) vom Typ Boehmit oder Pseudo-Boehmit. Unter "überwiegend" ist zu verstehen, dass das Verhältnis von Aluminiummonohydrat zu Aluminiumhydrat nach der Erfindung über 30 Gew.-%, bevorzugt über 60 Gew.-%, liegt.
Der Kristallisationsgrad und die Natur der kristallinen Phase werden durch RX-Diffraktion gemessen. Das Komplement zu Aluminiummonohydrat ist im allgemeinen ein amorphes Aluminiumhydrat oder ein sehr feines Aluminiumhydrat, das durch RX-Diffraktion nicht analysierbar ist.
Dieses Aluminiumhydrat zeichnet sich aus durch seine hohe Dispergierbarkeit, die bei wenigstens 80 Gew.-% für einen Durchmesser unterhalb oder gleich 0,3 μm und bevorzugter wenigstens 90 Gew.-% für einen Durchmesser unterhalb oder gleich 0,3 μm liegt. Das Aluminiumhydrat ist insbesondere dispergierbar in Wasser bei einem pH-Wert, der unterschiedlich zum isoelektrischen Punkt (PIE) des Aluminiumhydrats liegt.
Die Dispergierbarkeit des Aluminiumhydrats wird bewertet ausgehend von seiner granulometrischen Analyse, die das kumulierte Gewicht als Funktion des Durchmessers des Kugeläquivalents gibt. Diese Analyse wird durch Sedimentation infolge Schwerkraft einer Suspension des zu analysierenden Hydrats in einer Vorrichtung Sedigraph erhalten, indem man das nachstehende Protokoll befolgt. Das Aluminiumhydrat wird unter Kneten 30 Minuten mit Hilfe eines Knetmischers vom Typ Brabender mit Salpetersäure in einem Anteil von 6 Gew.-% bezogen auf das Aluminiumhydrat und mit Wasser vermischt, wobei die Wassermenge derart ist, dass das Gemisch zu einer Paste führt, die zu einem Brennverlust bei 1000°C von etwa 58 Gew.-% führt. Dann wird die erhaltene Paste bei 100 g/l mit entionisiertem Wasser verdünnt und die erhaltene Dispersion wird mit ultraschallgemäßigter Leistung homogenisiert (2 Minuten mit einer Sonde von 5 mm bei einer Leistung von 100 Watt).
Schließlich wird die Dispersion mit dem Sedigraphen analysiert, indem die folgenden Sedimentierungsbedingungen eingehalten werden:

– Dichte des Aluminiumoxids: 3,25 g/cm³
– Trägerflüssigkeit: Wasser
– Dichte der Flüssigkeit: 0,9957 g/cm³
– Viskosität des Mediums: 0,8007 mPa.s
– Versuchstemperatur: 30°C.

Ausgehend von der durch den Sedigraphapparat gegebenen granulometrischen Kurve liest man die Dispergierbarkeit des Aluminiumhydrats ab, die dem prozentualen Massenanteil der Partikel entspricht, deren Abmessung kleiner als 0,3 μm ist. Je höher dieser Anteil ist, desto besser seine Dispergierbarkeit.
Das erfindungsgemäß hergestellte Aluminiumhydrat liegt üblicherweise in Form von Pulver vor. Im übrigen weist das Aluminiumhydrat außerdem die nachgesuchten Eigenschaften der Porenverteilung in gewissen Anwendungsfällen der Erdölraffinierung auf. So liegen die Porendurchmesser des Aluminiumhydrats zwischen 50 und 300 Å, bevorzugt zwischen 80 und 250 Å und noch bevorzugter zwischen 80 und 150 Å. Im übrigen verfügt das Aluminiumhydrat über Kristallitabmessungen von weniger als 50 Å. Auch weist das Aluminiumhydrat eine spezifische Oberfläche von mehr als 280 m²/g, bevorzugt zwischen 300 und 400 m²/g und noch bevorzugter zwischen 300 und 350 m²/g auf.
Die Erfindung betrifft die Verfahren zur Herstellung eines solchen Aluminiumhydrats. Bei einer der Verwirklichungsformen erfolgt die Herstellung des Aluminiumhydrats ohne Rückmischung gemäß den folgenden Stufen:

1 – Mischen einer sauren Quelle von Aluminium und einer Base oder einer basischen Quelle von Aluminium und einer Säure, derart, dass Aluminiummonohydrat abgeschieden wird,
2 – Reifen,
3 – Filtrieren,
4 – Waschen und
5 – Trocknen.

Dieses Verfahren verwirklicht die üblichen Stufen der Herstellung eines Aluminiumhydrats durch saure-basische Abscheidung, nämlich Abscheidung des Hydrats aus sauren und/oder basischen Salzen des Aluminiums, dann Reifen, Filtrieren, Waschen und Trocknen des erhaltenen Hydrats. Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Stufe 1 ohne Rückmischung abläuft.
In Stufe 1 kann die saure Aluminiumquelle beispielsweise gewählt werden aus wenigstens einer der folgenden Zusammensetzungen: Aluminiumchlorid, Aluminiumsulfat, Aluminiumnitrat. Die basische Aluminiumquelle kann gewählt werden aus den basischen Salzen von Aluminium wie Natriumaluminat oder Kaliumaluminat.
Gemäß der sauren oder basischen Natur der Ausgangsverbindung auf der Basis von Aluminium fällt man das Aluminiumhydrat mit Hilfe einer Base oder einer Säure, die beispielsweise gewählt werden aus Chlorwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Soda oder einer basischen Verbindung oder einer Aluminiumsäure, wie sie weiter oben erwähnt wurden. Die beiden Reaktionsteilnehmer können beispielsweise Aluminiumsulfat und Natriumhydroxidaluminat sein.
Die Reaktionsteilnehmer werden üblicherweise in Form wässriger Lösung eingesetzt.
Die Fällung des Aluminiumhydrats erhält man durch Regeln des pH-Werts. Der pH-Wert wird derart gewählt, dass die Fällung oder Abscheidung von Aluminiummonohydrat erhalten wird; im allgemeinen liegt dieser pH-Wert zwischen 6 und 10 für eine Temperatur von 60°C, bevorzugt zwischen 8 und 10. Die Regelung wird üblicherweise durch die Wahl der Mengen und der Konzentrationen der in den Reaktor eingeführten Reaktionsteilnehmer realisiert. Bei der Abscheidung bildet sich seine Suspension von Aluminiumhydrat.
Die wesentliche Charakteristik des Verfahrens hängt mit der Natur des in Stufe 1 verwendeten Reaktors zusammen. Bei dieser Verwirklichung der Erfindung muss das Mischen der Reaktionsteilnehmer der Stufe 1 derart realisiert werden, dass das Rückmischphänomen minimiert wird und bevorzugt vollständig vermieden wird. Unter Rückmischung versteht man das Phänomen, durch welches das aus der Reaktion stammende Produkt, d. h. das Aluminiumhydrat, in Kontakt mit den Ausgangsreaktionsteilnehmern tritt, die weiter in den Reaktor und mit dem Hydrat eingeführt werden, welches vorher im Reaktor gebildet wurde. Der verwendete Reaktor soll somit beispielsweise so sein, dass das Reaktionsprodukt entfernt vom Einführungsort der Ausgangsreaktionsteilnehmer vorliegt. Eine solche Mischung kann in einem Reaktor mit Kolbenströmung und insbesondere in einem statischen Mischer realisiert werden. Genannt seien die Lightnin-Mischer.
Die Stufen 2 bis 5 sind an sich ähnlich den üblicherweise in der Synthese von Aluminiumhydrat verwendeten.
In Stufe 2 ist das erhaltene Aluminiumhydrat, dispergiert in Wasser, gereift. Es kann einfach in einem Gefäß gelagert werden, es kann erwärmt werden oder in einem Autoklaven unter Druck gesetzt werden.
In Stufe 3 wird die Suspension des gereiften Aluminiumhydrats gefiltert.
In Stufe 4 wird das Agglomerat aus filtriertem Aluminiumhydrat mit Wasser gewaschen, um die unerwünschten Verunreinigungen zu eliminieren.
In Stufe 5 wird das gewaschen Aluminiumhydrat getrocknet: man erhält ein Pulver von Aluminiumhydrat. Diese Trocknung wird bei einer Temperatur realisiert, die die Eliminierung gebundenen Wassers vermeidet.
Nach einer anderen Verwirklichungsform läuft die Herstellung des Aluminiumhydrats unter Rückmischung gemäß den folgenden Stufen ab:

In Stufe 1' der Fällung ist es wesentlich, als Aluminiumquelle das Aluminiumsulfat zu verwenden. Die Wahl dieser Ausgangsverbindung ermöglicht es, die gewünschten Eigenschaften des hergestellten Aluminiumhydrats in einem Reaktor unter Rückmischung zu erhalten.
Die basische Quelle kann Soda oder Natriumhydroxid sein; es kann sich auch um eine basische Verbindung von Aluminium handeln. Bevorzugt handelt es sich bei dieser Ausführungsform unter Rückmischung um Soda oder Natriumaluminat.
Die Reaktionsteilnehmer werden üblicherweise in Form wässriger Lösungen verwendet. Die Abscheidung des gewünschten Aluminiumhydrats wird zum Teil durch Regeln des pH-Werts erhalten; so soll der pH-Wert zwischen 6 und 8,5 liegen. Bevorzugt liegt er zwischen 6,5 und 8,5 und noch bevorzugter zwischen 6,5 und 7. Die Regelung wird üblicherweise durch die Wahl der Durchsätze und der Konzentrationen der in den Reaktor eingeführten Reagenzien realisiert.
Die Abscheidung des gewünschten Aluminiumhydrats wird ebenfalls zum Teil durch Regelung der Temperatur erhalten, die zwischen 50 und 95°C, bevorzugt zwischen 50 und 70°C liegen soll.
Bei der Abscheidung bildet sich eine Suspension von Aluminiumhydrat.
Während der Abscheidung wird der Reaktor unter Rückmischen gerührt. Dies bedeutet, dass das aus der Reaktion stammende Produkt, d. h. das Aluminiumhydrat in Kontakt mit den Ausgangsreaktionsteilnehmern tritt, welche weiter in den Reaktor und mit dem Hydrat eingeführt werden, welches bereits vorher im Reaktor gebildet worden ist. Hierzu kann man jeden Typ von Reaktor, versehen mit einem beweglichen Rührer verwenden, wie beispielsweise Verstellpropeller, geneigte Schaufeln oder Rushton-Turbinen.
In Stufe 2' wird das erhaltene Aluminiumhydrat, dispergiert in Wasser, gereift. Diese Stufe 2' ist ebenfalls ein Schlüsselpunkt beim Erhalt unter Rückmischung des gewünschten Aluminiumhydrats. Diese Reifestufe besteht darin, die aus Stufe 1' stam mende Suspension in einem pH-Speicher zwischen 9 und 11 und bei einer Temperatur zwischen 60 und 90°C zu lagern. Die Reifungsdauer liegt im allgemeinen bei wenigstens 10 Minuten.
Während des Reifens wird der pH-Wert durch Zugabe einer Base geregelt. Es kann sich um Natriumaluminat oder Soda handeln. Bevorzugt handelt es sich um Soda bzw. Natriumhydroxid. Bevorzugt wird die Dispersion während des Reifens gerührt.
Die Stufen 3', 4' und 5' werden gemäß den in klassischer Weise vom Fachmann bekannten Verfahren realisiert, beispielsweise gemäß den in Stufen 3, 4 und 5 beschriebenen Verfahren.
Die erfindungsgemäß hergestellten Hydrate können verwendet werden für die Herstellung von Katalysatoren oder Katalysatorträgern auf der Basis von Aluminiumoxid.
Diese Art der Herstellung ist dem Fachmann bekannt und besteht im allgemeinen darin, das Aluminiumhydrat zu formen und es dann zu kalzinieren.
Der Formgebungsvorgang kann nach irgendeinem bekannten Verfahren ablaufen, wie beispielsweise Knetmischen/Extrusion, Tröpfchenformgebung (oil-drop), Granulierung, Kompaktierung, Atomisierung.
Das eingesetzte Hydrat wird dann bei einer Temperatur kalziniert, die zwischen 300 und 1000°C, bevorzugt zwischen 500 und 800°C variieren kann.
Das Hauptinteresse am Aluminiumhydrat nach der Erfindung bei der Herstellung von Katalysatoren oder Katalysatorträgern besteht darin, dass seine Verwendung es ermöglicht, den Anteil der Makroporen in den Katalysatoren oder Katalysatorträgern zu regeln. Die Verwendung dieses Hydrats ermöglicht es, das Vorhandensein von Meso- oder Makroporen im Aluminiumoxid der Katalysatoren oder Katalysatorträger zu vermeiden. Unter Makroporen versteht man sämtliche Poren, deren Durchmesser größer als der Wert des mittleren Durchmessers, bevorzugt der Wert des mittleren Durchmessers ist, bevorzugt als der Wert des mittleren Durchmessers plus 30 Å. Der mittlere Durchmesser wird seinerseits definiert ausgehend von der Porenverteilungs kurve, die durch Messung der Porosität mittels Quecksilbers erhalten wird: sie entspricht dem Wendepunkt dieser Kurve (d. h. der Durchmesser für den die Ableitung der Kurve Volumen = f (Durchmesser) durch ein Maximum geht).
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung ohne sie zu begrenzen.
BEISPIELE
Beispiel 1, erfindungsgemäß
Stufe 1: Fällung
Man verwendet einen statischen Mischer mit dem Namen Lightnin mit einem Durchmesser von DN25. Man führt in den Reaktor die Reaktionsteilnehmer entsprechend den Konzentrationen und Durchsätzen wie unten angegeben ein:
Die Temperatur wird auf 60°C gehalten.
Am Austritt aus dem statischen Mischer liegt der pH-Wert bei 9 und die Konzentration an Aluminiumhydrat bei 60 g/l.
Stufe 2: Reifen
Das erhaltene Hydrat wird in einen gerührten Reaktor eingeführt, dessen bewegliches Rührelement eine Spirale ist, die Rührleistung liegt bei 500 W/m³. Das Volumen des Reaktors bei 120 Liter. Man führt erneut diskontinuierlich Natriumaluminat mit 290 g/l ein, um den pH-Wert bei 9 zu halten. Die Reifetemperatur liegt bei 90°C. Die Dauer bei 3 Stunden.
Stufen 3, 4, 5
Das Hydrat wird dann gefiltert und mit Wasser gewaschen. Die Waschwassermenge liegt in der Größenordnung von 30 40 l/kg Aluminiumhydrat.
Dann wird das Hydrat durch Zerstäubung getrocknet, die Austrittstemperatur liegt bei 115°C.
Ergebnisse
Das erhaltene Hydrat weist die folgenden Eigenschaften auf:

– überwiegend kristalline Natur: Boehmit,
– Anteil des Boehmits: 75 Gew.-%
– Abmessung der Kristallite: 45 Å,
– Brennverlust bei 1000°C: 23 Gew.-%,
– Porenvolumen: 0,75 cm³/g,
– Porendurchmesser: 91 Å,
– spezifische Oberfläche: 325 m²/g.

Die Dispergierbarkeit des Hydrats wird gemessen mit Hilfe eines Sedigraphs 5000 ET gemäß dem unten definierten Protokoll. Insbesondere mischt man unter Kneten 30 Minuten lang 46,4 g Aluminiumhydrat mit einer Lösung, die 3,15 g Salpetersäure und 38,64 g entionisiertes Wasser enthält. Die erhaltene Paste hat einen Brennverlust bei 1000°C von 59,5 Gew.-%. Diese Paste wird in 100 g/l entionisierten Wassers verdünnt und die erhaltene Dispersion wird mit ultraschallgemäßigter Leistung homogenisiert (2 Minuten mit einer Sonde von 5 mm bei einer Leistung von 100 Watt). Schließlich wird die Dispersion mit dem Sedigraphen analysiert, indem die vorher definierten Sedimentationsbedingungen eingehalten werden.
Die granulometrische Analyse erscheint in 1. Man stellt fest, dass der prozentuale Massenanteil an Partikeln, deren durch den Sedigraph bestimmte Abmessung kleiner als 0,3 μm ist, bei 92% liegt. Dieses Aluminiumhydrat ist hoch dispergierbar.
Beispiel 2 – Vergleich
Stufe 1: Fällung
Man verwendet einen Rührreaktor, dessen beweglicher der Durchrührung dienender Teil eine Schraube ist, wobei die Rührleistung bei 500 W/m³ liegt. Das Volumen des Reaktors liegt bei 12 Liter, er arbeitet kontinuierlich mit Hilfe einer Niveausteuerung. Man führt in den Reaktor Reaktionsteilnehmer gemäß den unten definierten Konzentrationen und Durchsätzen ein:
Die Temperatur wird auf 60°C gehalten.
Der pH-Wert wird auf 9 durch Regelung der Durchsätze der Reaktionsteilnehmer gehalten, die Endkonzentration an Aluminiumhydrat liegt in der Größenordnung von 60 g/l.
Stufe 2 – Reifen
Diese Stufe ist identisch der des Beispiels 1.
Stufen 3, 4, 5
Das Aluminiumnitrat wird anschließend gefiltert, gewaschen und getrocknet wie nach Beispiel 1.
Ergebnisse
Das erhaltene Aluminiumhydrat hat die folgenden Eigenschaften:

– überwiegend kristalline Natur: Boehmit,
– Anteil des Boehmits: 75 Gew.-%
– Abmessung der Kristallite: 45 Å,
– Porengesamtvolumen: 0,65 cm³/g,
– Porendurchmesser: 801 Å,
– spezifische Oberfläche: 310 m²/g.

Die Dispergierbarkeit des Hydrats wird mit Hilfe eines Sedigraphen 5000 ET gemäß dem oben in Beispiel 1 definierten Protokoll gemessen.
Die granulometrische Analyse erscheint in 1. Man stellt fest, dass der Massenprozentanteil an Partikeln, deren durch den Sedigraphen bestimmte Abmessung kleiner als 0,3 μm ist, bei 71% liegt.
Durchmesser des Kugeläquivalents (μm) Figur 1
Beispiel 3 – Vergleich:
Stufe 1' -Fällung
Man führt in einem im Rührbetrieb befindlichen Reaktor von 3 Litern ein:

– eine Lösung von Natriumaluminat mit 142 g/l an Al₂O₃ bei einem Durchsatz von 4,8 l/h,
– eine Lösung Aluminiumsulfat mit 80 g/l an Al₂O₃ bei einem Durchsatz benachbart 3,8 l/h und
– Wasser bei einem Durchsatz von 8,8 l/h.

Die Temperatur des Wassers liegt bei 60°C.
Der Wert des Durchsatzes an Aluminiumsulfat ermöglicht es, den pH-Wert des Reaktors auf einen Wert benachbart 9 einzustellen.
Stufe 2' – Reifen
Diese Stufe ist identisch der des Beispiels 1.
Stufen 3', 4', 5'
Das Aluminiumhydrat wird dann filtriert, gewaschen und getrocknet wie nach Beispiel 1.
Die Dispergierbarkeit des Hydrats wird gemessen mit Hilfe eines Sedigraphen 5000 ET gemäß dem im Beispiel 1 vordefinierten Protokoll. Man stellt fest, dass der prozentuale Massenanteil der Partikel, deren durch den Sedigraph bestimmte Abmessung kleiner als 0,3 μm ist, bei 72% liegt.
Beispiel 4 – Vergleich:
Stufe 1': Fällung
Man führt in einem im Rührbetrieb befindlichen Reaktor von 3 Litern ein:

– eine Lösung von Natriumaluminat mit 142 g/l an Al₂O₃ bei einem Durchsatz von 4,8 l/h,
– eine Lösung von Aluminiumnitrat mit 80 g/l an Al₂O₃ bei einem Durchsatz benachbart 3,8 l/h und
– Wasser bei einem Durchsatz von 8,8 l/h.

Die Temperatur des Wassers liegt bei 60°C.
Der Wert des Durchsatzes des Aluminiumnitrats ermöglicht es, den pH-Wert des Reaktors auf einen Wert benachbart 7 zu steuern.
Stufe 2' – Reifen
Diese Stufe ist identisch der des Beispiels 1.
Stufen 3', 4', 5'
Das Aluminiumhydrat wird dann gefiltert, gewaschen und getrocknet wie nach Beispiel 1.
Ergebnisse:
Das erhaltene Hydrat weist eine Abmessung der Kristallite von 402 Å auf.
Die Dispergierbarkeit des Hydrats wird mit Hilfe eines Sedigraphen 5000 ET gemäß dem oben in Beispiel 1 definierten Protokoll gemessen. Man stellt fest, dass der pro zentuale Massenanteil an Partikeln, deren durch den Sedigraph bestimmte Abmessung kleiner als 0,3 μm ist, bei 68% liegt.
Beispiel 5, erfindungsgemäß:
Stufe 1': Fällung
Man führt in einem im Rührbetrieb befindlichen Reaktor von 3 Litern ein:

– eine Lösung von Natriumaluminat mit 142 g/l an Al₂O₃ bei einem Durchsatz von 4,8 l/h,
– eine Lösung von Aluminiumsulfat mit 80 g/l an Al₂O₃ bei einem Durchsatz benachbart 5 l/h und
– Wasser bei einem Durchsatz von 8,8 l/h. Die Temperatur des Wassers liegt bei 60°C.

Der Wert des Durchsatzes des Aluminiumsulfats ermöglicht es, den pH-Wert des Reaktors auf einen Wert benachbart 7 zu steuern.
Stufe 2' – Reifen:
Diese Stufe ist identisch der des Beispiels 1.
Stufen 3', 4', 5'
Das Aluminiumhydrat wird dann gefiltert, gewaschen und getrocknet wie nach Beispiel 1.
Ergebnisse:
Das erhaltene Hydrat weist eine Abmessung der Kristallite von 35 Å und eine spezifische Oberfläche von 321 m²/g auf.
Die Dispergierbarkeit des Hydrats wird mit Hilfe eines Sedigraphen 5000 ET gemäß dem oben in Beispiel 1 definierten Protokoll gemessen. Man stellt fest, dass der prozentuale Massenanteil an Partikeln, deren durch den Sedigraph bestimmte Abmessung kleiner als 0,3 μm ist, bei 81% liegt. Dieses Aluminiumhydrat ist hoch dispergierbar.
Beispiel 6, erfindungsgemäß:
Stufe 1': Fällung
Man führt in einem im Rührbetrieb befindlichen Reaktor von 3 Litern ein:

– eine Lösung von Natriumaluminat mit 356 g/l an Al₂O₃ bei einem Durchsatz von 4,5 l/h,
– eine Lösung von Aluminiumsulfat mit 110 g/l an Al₂O₃ bei einem Durchsatz benachbart 7 l/h und
– Wasser bei einem Durchsatz von 8,8 l/h.

Die Temperatur des Wassers liegt bei 60°C.
Der Wert des Durchsatzes des Aluminiumsulfats ermöglicht es, den pH-Wert des Reaktors auf einen Wert benachbart 7 zu steuern.
Stufe 2' – Reifen:
Diese Stufe ist identisch der des Beispiels 1.
Stufen 3', 4', 5'
Das Aluminiumhydrat wird dann gefiltert, gewaschen und getrocknet wie nach Beispiel 1.
Ergebnisse:
Das erhaltene Hydrat weist eine Abmessung der Kristallite von 32 Å und eine spezifische Oberfläche von 345 m²/g auf.
Die Dispergierbarkeit des Hydrats wird mit Hilfe eines Sedigraphen 5000 ET gemäß dem oben in Beispiel 1 definierten Protokoll gemessen. Man stellt fest, dass der prozentuale Massenanteil an Partikeln, deren durch den Sedigraph bestimmte Abmessung kleiner als 0,3 μm ist, bei 82% liegt. Dieses Aluminiumhydrat ist hoch dispergierbar.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumhydrats, das über eine Dispergierbarkeit von wenigstens 80 Gew.-% für einen Durchmesser kleiner oder gleich 0,3 μm verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass man die folgenden Stufen durchführt: 1 – Mischen einer sauren Quelle für Aluminium und einer Base oder einer basischen Quelle für Aluminium und einer Säure, derart, dass ein Aluminiumoxidmonohydrat abgeschieden wird, 2 – Reifen 3 –Filtrieren 4 – Waschen und 5 – Trocknen, wobei das Gemisch der Stufe 1 ohne Rückmischen durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischen der Stufe 1 in einem Reaktor mit Kolbenströmung realisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischen der Stufe 1 in einem statischen Mischer realisiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufe 1 bei einem pH-Wert zwischen 6 und 10 bei einer Temperatur von 60°C durchgeführt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumhydrats, das über eine Dispergierbarkeit von wenigstens 80 Gew.-% über einen Durchmesser kleiner oder gleich 0,3 μm verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass man die folgenden Stufen durchführt: 1' – Mischen in einem bewegten Reaktor unter Rückmischen von Aluminiumsulfat und einer Base mit einem pH-Wert zwischen 6 und 8,5 und einer Temperatur zwischen 50 und 95°C, 2' – Reifen bei einem pH-Wert zwischen 9 und 11 und einer Temperatur zwischen 60 und 90°C, 3' – Filtrieren, 4' – Waschen und 5' – Trocknen.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die basische Aluminiumquelle gewählt ist aus den basischen Salzen des Aluminiums wie Natriumaluminat oder Kaliumaluminat.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass während der Stufe 1' der pH-Wert zwischen 6,5 und 8,5 beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass während der Stufe 1' der pH-Wert zwischen 6,5 und 7 liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass während der Stufe 1' die Temperatur zwischen 50 und 70°C liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Aluminiumhydrat eine Abmessung der Kristallite von weniger als 50 Å aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Aluminiumhydrat eine Dispergierbarkeit von wenigstens 90 Gew.-% für einen Durchmesser kleiner oder gleich 0,3 μm aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Aluminiumhydrat überwiegend auf der Basis von Aluminiummonohydrat vorliegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Aluminiumhydrat einen Porendurchmesser zwischen 50 und 300 Å besitzt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Aluminiumhydrat eine spezifische Oberfläche über 280 m²/g besitzt.