ES2231252T3 - Proceso para la preparacion de boehmitas cuasi-cristalinas. - Google Patents
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Abstract
¿ Un proceso para la preparación de boehmita cuasi¿cristalina en el cual un precursor de boehmita cuasi¿cristalina se envejece a un pH inferior a 7 y en el cual el precursor de boehmita cuasi¿cristalina es un alcóxido de aluminio, trihidrato de aluminio, o una mezcla de los mismos.
Description
Proceso para la preparación de boehmitas
cuasi-cristalinas.
La presente invención se refiere a un proceso
para la preparación de boehmitas
cuasi-cristalinas.
Los alfa-monohidratos de alúmina
o boehmitas y sus formas deshidratadas y/o sinterizadas son algunos
de los materiales de óxido-hidróxido de aluminio
utilizados más extensamente. Algunas de las principales aplicaciones
comerciales implican una o más formas de estos materiales y éstas
son, por ejemplo, materiales cerámicos, materiales abrasivos,
retardantes del fuego, adsorbentes, catalizadores, cargas en
materiales compuestos, etcétera. Asimismo, una porción importante
de las alúminas boehmita comerciales se utiliza en aplicaciones
catalíticas tales como catalizadores de refinería, catalizador para
hidroprocesamiento de alimentaciones de hidrocarburos, catalizadores
de reformado, catalizadores de control de la contaminación, y
catalizadores de craqueo. El término "hidroprocesamiento" en
este contexto abarca todos los procesos en los cuales una
alimentación de hidrocarburos se hace reaccionar con hidrógeno a
temperatura y presión elevadas. Estos procesos incluyen
hidrodesulfuración, hidrodesnitrogenación, hidrodesmetalación,
hidrodesaromatización, hidroisomerización, hidrodesparafinado,
hidrocraqueo, e hidrocraqueo en condiciones de presión moderada, a
lo que se hace referencia comúnmente como hidrocraqueo suave. Estos
tipos de alúminas se utilizan también como catalizadores para
procesos químicos específicos tales como la producción de óxido de
etileno y la síntesis del metanol. Usos comerciales relativamente
más recientes del tipo boehmita de alúminas o formas modificadas de
las mismas implican la transformación de componentes químicos
hostiles para el medio ambiente tales como clorofluorocarbonos
(CFC's) y otros contaminantes indeseables. Los tipos de alúmina
boehmita se utilizan adicionalmente como material catalítico para
el tratamiento de los gases de escape de las turbinas de gas a fin
de reducir el óxido de nitrógeno.
La razón principal para el uso extendido y
diversificado con éxito de estos materiales en tal diversidad de
aplicaciones comerciales es su capacidad y flexibilidad para
hacerse "a la medida" para diversos productos con una gama muy
extensa de propiedades físico-químicas y
mecánicas.
Algunas de las propiedades principales que
determinan la idoneidad de las aplicaciones comerciales que implican
interacciones en fase gas-sólido tales como
catalizadores y adsorbentes son volumen de poros, distribución del
tamaño de poro, textura de poro, densidad relativa, superficies
específicas, densidad y tipo de centros activos, basicidad y
acidez, resistencia al aplastamiento, propiedades de abrasión,
envejecimiento térmico e hidrotérmico (sinterización) y estabilidad
a largo plazo.
En gran medida, las propiedades deseadas del
producto alúmina pueden obtenerse por selección y control cuidadoso
de ciertos parámetros que implican usualmente: materias primas,
impurezas, condiciones del proceso de precipitación o conversión,
condiciones de envejecimiento y tratamientos térmicos subsiguientes
(calcinación/tratamiento con vapor) y
tratamientos mecánicos.
tratamientos mecánicos.
Sin embargo, a pesar de todo este conocimiento
amplio y diversificado existente, esta tecnología se encuentra
todavía en desarrollo y plantea enfrentamientos científicos y
tecnológicos ilimitados, tanto para los fabricantes como para los
usuarios finales en cuanto a desarrollos ulteriores de dichos
materiales basados en alúmina.
El término boehmita se utiliza en la industria
para describir hidratos de alúmina que exhiben patrones XRD
próximos al del óxido-hidróxido de aluminio
[AlO(OH)], la boehmita existente naturalmente o diasporo.
Adicionalmente, el término general, boehmita, se utiliza usualmente
para describir en términos amplios una extensa gama de hidratos de
alúmina que contienen diferentes cantidades de agua de hidratación,
tienen superficies específicas, volúmenes de poro y densidades
relativas diferentes, y exhiben diferentes características térmicas
después del tratamiento térmico. Sin embargo, sus patrones XRD,
aunque exhiben los picos característicos de la boehmita
[AlO(OH)], varían usualmente en sus anchuras y pueden estar
desplazados también en su localización. La nitidez de los picos XRD
y su localización se han utilizado para indicar el grado de
cristalinidad, el tamaño de cristal, y la cantidad de
imperfecciones.
En términos amplios existen dos categorías de
alúminas boehmita. La categoría I, en general, contiene boehmitas
que se han sintetizado y/o envejecido a temperaturas próximas a
100ºC y la mayor parte del tiempo a las presiones atmosféricas del
ambiente. En la presente memoria descriptiva, se hace referencia a
este tipo de boehmita como boehmitas
cuasi-cristalinas. La segunda categoría de boehmita
está compuesta por las denominadas boehmitas
micro-cristalinas.
En la técnica anterior, las boehmitas de la
categoría I, boehmitas cuasi-cristalinas, se conocen
también intercambiablemente como: pseudo-boehmitas,
boehmitas gelatinosas o boehmitas cuasi-cristalinas
(QCB). Usualmente, estas alúminas QCB tienen superficies específicas
muy altas, grandes poros y volúmenes de poro, densidades relativas
menores que las boehmitas microcristalinas, se dispersan fácilmente
en el agua o los ácidos, tienen tamaños de cristal menores que las
boehmitas micro-cristalinas, y contienen un número
mayor de moléculas de agua de hidratación. EL grado de hidratación
de la QCB puede tener una gama de valores extensa, por ejemplo
desde aproximadamente 1,4 hasta aproximadamente 2 moles de agua por
mol de AlO, intercalada usualmente de modo ordenado o de cualquier
otro modo entre las capas octaédricas.
Las curvas DTG (termogravimetría diferencial),
que representan la liberación de agua por los materiales QCB en
función de la temperatura, muestran que el pico principal aparece a
temperaturas mucho más bajas cuando se compara con el de las
boehmitas mucho más cristalinas. Los patrones XRD de las QCBs
muestran picos muy anchos y sus semi-anchuras son
indicativas de los tamaños cristalinos así como del grado de
perfección del cristal.
El ensanchamiento de las anchuras para
intensidades semi-máximas varía sustancialmente y,
como valor típico para las QCB's podría ser de aproximadamente
2º-6º para 2\theta. Adicionalmente, a medida que se aumenta la
cantidad de agua intercalada en los cristales QCB, la reflexión XRD
principal (020) se mueve hasta valores 2\theta más bajos,
correspondientes a distancias mayores. Algunas QCB's típicas
disponibles comercialmente son los productos Condea Pural®,
Catapal® y Versal®.
La categoría II de las boehmitas está constituida
por las boehmitas microcristalinas (MCB), que se distinguen de las
QCB's debido a su alto grado de cristalinidad, tamaños de cristal
relativamente grandes, superficies específicas muy bajas, y
densidades elevadas. Contrariamente a las QCB's, las MCB's muestran
patrones XRD con mayores intensidades de pico y anchuras
semi-máximas de línea muy estrechas. Esto es debido
al número relativamente pequeño de moléculas de agua intercaladas,
grandes tamaños de cristal, mayor grado de cristalización del
material en masa y a la menor cantidad de imperfecciones del cristal
presentes. Típicamente, el número de moléculas de agua intercaladas
puede variar dentro del intervalo de aproximadamente 1 a
aproximadamente 1,4 por mol de AlO. Los picos de reflexión XRD
principales (020) para la semi-longitud de las
intensidades máximas tienen anchuras de aproximadamente 1,5 hasta
aproximadamente 0,1 grados 2-theta (2\theta).
Para el propósito de esta memoria descriptiva, se definen las
boehmitas cuasi-cristalinas por tener anchuras de
pico 020 para la semi- longitud de la intensidad máxima de 1,5 o
mayores que 1,5º. Las boehmitas que tienen una anchura de pico
(020) para la semi-longitud de la intensidad máxima
menor que 1,5 se consideran boehmitas
micro-cristalinas.
Un producto MCB típico disponible comercialmente
es el grado de alúmina P-200® de Condea.
Globalmente, las diferencias básicas características entre los
tipos QCB y MCB de boehmitas implican variaciones en lo siguiente:
orden de la red tridimensional, tamaños de los cristalitos,
cantidad de agua intercalada entre las capas octaédricas y grado de
imperfecciones del cristal.
Por lo que se refiere a la preparación comercial
de estas alúminas boehmita, las QCB's se fabrican en la mayoría de
los casos por procesos que implican:
Neutralización de las sales de aluminio por
metales alcalinos, acidificación de sales aluminato, hidrólisis de
alc-óxidos de aluminio, reacción de aluminio metálico (amalgamado)
con agua y rehidratación de la alúmina ro amorfa obtenida por
calcinación de la gibbsita. Las alúminas boehmita de tipo MCB se
producen en general comercialmente por procesos hidrotérmicos que
utilizan temperaturas usualmente superiores a 150ºC y presiones
autógenas. Estos procesos implican usualmente hidrólisis de sales
de aluminio para formar alúminas gelatinosas, que se envejecen con
posterioridad hidrotérmicamente en un autoclave a temperaturas y
presiones elevadas. Este tipo de proceso se describe en el documento
US 3.357.791. Existen diversas variaciones de este proceso básico
que implican diferentes fuentes de aluminio de partida, adiciones
de ácidos o sales durante el envejecimiento, y una extensa gama de
condiciones de proceso.
Las MCB's se preparan también utilizando
procesamiento hidrotérmico de la gibbsita. Variaciones de estos
procesos implican: adición de ácidos, álcalis y sales durante el
tratamiento hidrotérmico, así como el uso de cristales de siembra
de boehmita para mejorar la conversión de la gibbsita en MCB. Estos
tipos de procesos se describen en el documento US 5.194.243 de
Alcoa, y en los documentos US 4.117.105 y US 4.797.139.
Sin embargo, tanto si se trata de materiales
pseudocristalinos como de materiales cuasi- o microcristalinos,
dichos materiales de boehmita se caracterizan por reflexiones en
sus rayos X en polvo. El ICDD contiene entradas para boehmita y
confirma que estarían presentes reflexiones correspondientes a los
planos (020), (021) y (041). Para la radiación de cobre, tales
reflexiones aparecerían a 14, 28 y 38 grados
dos-theta. Las diversas formas de boehmita se
distinguirían por la intensidad relativa y la anchura de las
reflexiones. Diversos autores han considerado la posición exacta de
las reflexiones en términos del grado de cristalinidad. Sin
embargo, líneas próximas a las posiciones anteriores serían
indicativas de la presencia de uno o más tipos de fases de
boehmita.
En la técnica anterior, se encuentran QCB que
contienen iones metálicos que se han preparado por la hidrólisis de
isopropóxido de alúmina con la co- precipitación de lantánidos como
se describe en el documento de J. Medena, J. Catalysis, vol. 37, 91
(1975), y J. Wachowski et al., Materials Chemistry, vol. 37,
29-38 (1994). Este proceso se conduce a un pH
superior a 7,0. Los productos son alúminas de tipo
pseudo-boehmita con la oclusión de uno o más iones
metálicos lantánidos. Estos materiales se han utilizado
fundamentalmente en aplicaciones comerciales de alta temperatura en
las cuales la presencia de tales iones de metales lantánidos en la
estructura de la pseudo-boehmita retarda la
transformación de la gamma-alúmina en la fase de
alfa-alúmina. Por tanto, se obtiene una
estabilización de la fase gamma, manteniendo una superficie
específica mayor antes de convertirse en la
alfa-alúmina refractaria de superficie específica
menor. Específicamente, Wachowski et al. utilizaron los iones
lantánidos (La, Ce, Pr, Nd, Sm) en cantidades de 1% a 10% en peso
que se calcinaron a temperaturas comprendidas en el intervalo de
500ºC a 1200ºC.
Asimismo, el documento
EP-A1-0 597 738 describe la
estabilización térmica de alúmina por adición de lantano, combinado
opcionalmente con neodimio. Este material se prepara por
envejecimiento de alúmina rehidratable (es decir gibbsita calcinada
súbitamente) en una suspensión a un pH comprendido entre 8 y 12 con
una sal de lantano a una temperatura comprendida entre 70 y 110ºC,
seguido por tratamiento térmico a una temperatura comprendida entre
100 y 1000ºC.
Adicionalmente, el documento
EP-A-0 130 835 describe un
catalizador que comprende un metal catalíticamente activo sustentado
sobre un soporte de lantano o
neodimio-\beta-Al_{2}O_{3}.
Dicho soporte se obtiene por precipitación de solución de nitrato
de aluminio con hidróxido de amonio en presencia de una solución de
sal de lantano, praseodimio o neodimio. Dado que el material amorfo
precipitado se lava directamente con agua y se filtra, la alúmina no
se deja en las condiciones usuales y cierto pH, concentración y
temperaturas para envejecer con el tiempo, de tal modo que
cristaliza en una estructura de alúmina boehmita.
La presente invención está dirigida a un proceso
mejorado para la preparación de boehmita
cuasi-cristalina. En este proceso mejorado, un
precursor de boehmita cuasi-cristalina se envejece
a un pH inferior a 7, preferiblemente en condiciones
hidrotérmicas.
Otros objetivos y realizaciones de la presente
invención abarcan detalles acerca de composiciones, pasos de
fabricación, etc., todos los cuales se describen más adelante en la
exposición que sigue de cada una de las facetas de la presente
invención.
La Figura 1 es un difractograma de rayos X (XRD)
para el espectro de Catapal A® de Vista Chemicals.
La Figura 2 es el patrón XRD de la QBC formada en
el procedimiento del Ejemplo 2\theta
La Figura 3 es el patrón XRD de la QCB formada en
el procedimiento del Ejemplo 3.
La Figura 4 es el patrón XRD de la QCB formada en
el procedimiento del Ejemplo Comparativo 4.
Se ha encontrado que cuando se conducen los
procesos de preparación para alúminas
cuasi-cristalinas a un pH inferior a 7,
preferiblemente en condiciones hidrotérmicas, en lugar de hacerlo a
un pH alto en combinación con el envejecimiento térmico como se
describe en la técnica anterior, se obtienen QCBs con mayor
cristalinidad. Los precursores adecuados de boehmita
cuasi-cristalina son alcóxido de aluminio,
trihidrato de aluminio tal como gibbsita, BOC y bayerita y mezclas
de los mismos.
En el proceso de acuerdo con la invención, pueden
añadirse aditivos al precursor de boehmita
cuasi-cristalina. Esto da como resultado una QCB de
alta calidad con aditivos en un estado dispersado homogéneamente.
Se ha encontrado que cuando se utiliza un pH inferior a 7, los
aditivos en la QCB resultante están dispersados todavía más
homogéneamente que cuando se utilizan el pH más alto y el
envejecimiento térmico de los procesos de la técnica anterior. De
hecho, se ha encontrado que algunos aditivos pueden añadirse
únicamente en un estado dispersado homogéneamente a estos valores
bajos de pH, tales como el nitrato de lantano y las sales de
níquel. A pHs más elevados, los aditivos precipitan fácilmente como
una fase separada. Los aditivos presentes en la QCB contribuyen a
ajustar las propiedades físicas, químicas y catalíticas de las QCBs
tales como estabilidad térmica, densidad relativa, superficie
específica, volumen de poros, distribución del tamaño de poro,
densidad y tipo de centros activos, basicidad y acidez, resistencia
al aplastamiento, propiedades de abrasión, etcétera, y determinan
por tanto la idoneidad de la boehmita para uso como material
catalítico o absorbente. El hecho de que el aditivo está dispersado
homogéneamente dentro de la QCB distingue las QCBs de acuerdo con la
invención de las QCBs que se han impregnado con aditivos, y hace
que estas nuevas QCBs sean extremadamente adecuadas para propósitos
catalíticos o como materiales de partida para la preparación de
catalizadores para reacciones de catálisis heterogénea. Para el
propósito de la invención, se estipula que está presente una
dispersión homogénea del aditivo en la QCB si el patrón de
difracción de rayos X no tiene reflexión alguna del aditivo, y por
tanto el aditivo no está presente como una fase separada. Por
supuesto, es posible incorporar diferentes tipos de aditivos en la
QCB de acuerdo con la invención.
Los aditivos adecuados son compuestos que
contienen elementos seleccionados del grupo de los metales de las
tierras raras, metales alcalinotérreos, metales alcalinos, metales
de transición, actínidos, metales nobles tales como Pd y Pt,
silicio, galio, boro, titanio y fósforo. Por ejemplo, la presencia
de silicio aumenta la cantidad de sitios ácidos en la boehmita, los
metales de transición introducen actividad catalítica o absorbente
tal como captura de SO_{x}, captura de NO_{x}, hidrogenación,
hidroconversión, y otros sistemas catalíticos para interacciones
gas/sólido.
Compuestos adecuados que contienen los elementos
deseados son nitratos, sulfatos, cloruros, formiatos, acetatos,
carbonatos, vanadatos, etcétera. Se prefiere el uso de compuestos
con aniones que se descomponen, dado que las QCBs resultantes con
aditivos pueden secarse directamente, sin lavado alguno, dado que
no están presentes aniones indeseables para los propósitos
catalíticos.
Las QCBs de acuerdo con la invención pueden
prepararse de diversas maneras con tal que el paso de envejecimiento
se conduzca a un pH inferior a 7. El proceso se conduce
preferiblemente en condiciones hidrotérmicas. En general, se
envejecen un precursor de boehmita cuasi-cristalina
y opcionalmente aditivo, preferiblemente en condiciones
hidrotérmicas, para formar una alúmina cuasi- cristalina. El
envejecimiento puede conducirse hidrotérmicamente, lo que significa
en presencia de un líquido o gas prótico tal como agua, etanol,
propanol o vapor de agua y a presión, es decir con presión
incrementada tal como envejecimiento en agua a una temperatura
superior a 100ºC bajo presión autógena. Ejemplos de procesos de
preparación adecuados se describen a continuación:
Proceso
1
La QCB puede prepararse por hidrólisis y
envejecimiento de un alcóxido de aluminio, preferiblemente en
condiciones hidrotérmicas. Puede incorporarse cualquier aditivo
durante el paso de hidrólisis o añadirse al final antes del paso de
envejecimiento.
Proceso
2
Las QCBs se pueden preparar también por
envejecimiento, preferiblemente por tratamiento hidrotérmico de
trihidratos de alúmina tales como gibbsita, BOC y bayerita, con
ayuda de cristales de siembra de boehmita adecuados en presencia de
compuestos de los aditivos deseados. Cristales de siembra adecuados
son las siembras conocidas para producir boehmita microcristalina
tales como boehmita disponible comercialmente (Catapal®, Condea®
Versal, P-200® etcétera), siembras amorfas,
siembras de boehmita molidas, boehmita preparada a partir de
soluciones de aluminato de sodio, etcétera. Asimismo, boehmitas
cuasi-cristalinas preparadas por uno de los
procesos descritos en esta memoria pueden utilizarse
convenientemente como siembra. Se ha encontrado que el
envejecimiento a un pH inferior a 7 favorece la producción de QCBs
en lugar de MCBs. No se introduce en la QCB ion adicional alguno
aparte de los iones opcionales del aditivo, y este proceso permite
conformación antes del paso de envejecimiento.
Aunque el proceso 2 arriba descrito es conocido
para la preparación de boehmitas microcristalinas, se ha encontrado
que el envejecimiento a un pH inferior a 7 favorece la producción
de QCBs en contraposición a MCBs. Adicionalmente, el proceso puede
adaptarse para formar QCBs por ajuste de la siembra y las
condiciones utilizadas.
Las primeras publicaciones referentes al uso de
siembras en la conversión hidrotérmica de trihidrato de alúmina se
remontan a finales de los años 1940's/principios de los 1950's. Por
ejemplo, G. Yamaguchi y K. Sakamato (1959), demuestran claramente
el concepto de que las siembras de boehmita mejoraban
sustancialmente la cinética de la conversión hidrotérmica de
gibbsita en boehmita, por disminución de la temperatura,
acortamiento del tiempo de reacción, y aumento de la conversión de
gibbsita.
Asimismo, el principio beneficioso de la siembra
con boehmita en la transformación hidrotérmica de la gibbsita en un
autoclave que opera a temperaturas elevadas y presiones autógenas
fue demostrado también claramente por G. Yamaguchi y H. Yamanida
(1963).
Existen varias otras publicaciones en la
bibliografía publicada, en las cuales se demuestran de modo
igualmente satisfactorio los beneficios de la siembra con boehmita
y/o soluciones alcalinas. Adicionalmente, se reivindica también que
el uso de siembra de boehmita conduce a un producto de boehmita de
tamaño de partícula más fino que se dispersa más fácilmente en agua.
El uso de siembras de boehmita en la conversión hidrotérmica de la
gibbsita ha sido descrito en el documento US 4.797.139, presentado
el 16 de diciembre de 1987, y en el documento US 5.194.243,
presentado el 30 de septiembre de 1985.
En la totalidad de los procesos arriba descritos
puede aplicarse un paso de calcinación intermedio, antes del paso
de envejecimiento.
Todos los procesos arriba descritos pueden
conducirse por lotes o de un modo continuo, opcionalmente en una
operación continua de pasos múltiples. Los procesos pueden
conducirse de modo parcialmente continuo y parcialmente por
lotes.
Como se ha mencionado arriba, puede utilizarse
más de un tipo de precursor de QCB, aunque debe tenerse cuidado a
fin de que las condiciones de reacción empleadas permitan la
conversión del precursor en QCB. Dicha mezcla de precursores de QCB
puede prepararse antes de la introducción del aditivo, o bien
pueden añadirse los diversos tipos de precursores en cualquiera de
las etapas ulteriores de la reacción.
En los procesos para la preparación de las QCBs
de acuerdo con la invención, puede aplicarse más de un paso de
envejecimiento, en el cual se varían por ejemplo la temperatura y/o
las condiciones de envejecimiento (térmica o hidrotérmicamente, pH,
tiempo).
Los productos de reacción de los procesos para la
preparación de las QCBs de acuerdo con la invención pueden
reciclarse también al reactor.
Si se incorpora más de un tipo de aditivo en la
QCB, los diversos aditivos pueden añadirse simultánea o
secuencialmente en cualquiera de los pasos de reacción.
Puede ser ventajoso añadir ácidos o bases para
ajustar el pH durante la hidrólisis y/o precipitación.
Como se ha mencionado arriba, algunos de los
procesos para la preparación de las boehmitas
cuasi-cristalinas de acuerdo con la invención
permiten la conformación en cuerpos moldeados durante la
preparación. Es también posible conformar la QCB final
opcionalmente con ayuda de aglomerantes y/o cargas. La invención
está dirigida también a los cuerpos moldeados obtenidos con el
proceso de acuerdo con la invención.
Como se ha mencionado arriba, las QCBs de acuerdo
con la invención son extremadamente adecuadas como componentes o
material de partida para composiciones de catalizador o aditivos de
catalizadores. A este fin, la QCB se combina, opcionalmente, con
aglomerantes, cargas (v.g. arcilla tal como caolín, óxido de
titanio, óxido de zirconio, sílice, sílice-alúmina,
bentonita, etcétera, material catalíticamente activo tal como
tamices moleculares (v.g. ZSM-5, zeolita Y, zeolita
USY), y cualesquiera otros componentes de catalizadores tales como
por ejemplo aditivos reguladores de poros, que se utilizan
comúnmente en las composiciones catalíticas. Para algunas
aplicaciones puede ser ventajoso neutralizar la QCB antes de su
utilización como componente de catalizador, por ejemplo para
mejorar o crear volumen de poros. Adicionalmente, se prefiere
eliminar cualquier cantidad de sodio hasta un contenido inferior a
0,1% en peso de Na_{2}O. La presente invención está dirigida
también por tanto a composiciones de catalizador y aditivos de
catalizadores que comprenden la QCB de acuerdo con la invención.
En una realización adicional de la invención, la
QCB puede mezclarse con otros óxidos o hidróxidos metálicos,
aglomerantes, extendedores, activadores, aditivos reguladores de
poros, etcétera en el curso del procesamiento ulterior para
producir absorbentes, materiales cerámicos, refractarios, sustratos,
y otros soportes.
Para propósitos catalíticos, las boehmitas se
utilizan generalmente a temperaturas comprendidas entre 200 y
1000ºC. A estas temperaturas elevadas, las boehmitas se convierten
usualmente en alúminas de transición. Por esta razón, la presente
invención está dirigida también a una alúmina de transición que
puede obtenerse por tratamiento térmico de la boehmita
cuasi-cristalina preparada con el proceso de
acuerdo con la invención.
Con las alúminas de transición arriba mencionadas
pueden prepararse composiciones de catalizador o aditivos de
catalizadores, opcionalmente con ayuda de materiales aglomerantes,
cargas, etcétera.
La presente invención se ilustrará por medio de
los ejemplos no limitantes siguientes.
Ejemplo Comparativo
1
En la Figura 1 se da un patrón XRD de una muestra
de boehmita cuasi-cristalina disponible
comercialmente, Catapal A®.
Ejemplo Comparativo
2
Se preparó una boehmita
cuasi-cristalina por hidrólisis de isopropóxido de
aluminio y se envejeció a 65ºC durante 5 días. El patrón XRD se da
en la Figura 2\theta
El producto del Ejemplo Comparativo 2 se
resuspendió en agua y se envejeció a un pH de 4 a una temperatura
de 198ºC durante 1 hora. El patrón XRD se muestra en la Figura
3.
Ejemplo Comparativo
4
Se produjo una boehmita
cuasi-cristalina utilizando el proceso de Wachowski
que contenía 5% en peso de iones lantano (calculados como el óxido).
El patrón XRD se da en la Figura 4.
El producto del Ejemplo Comparativo 4 se
resuspendió en agua, se ajustó el pH a 4 y se trató
hidrotérmicamente la suspensión a 198ºC durante 1 hora. La
comparación del XRD del producto del Ejemplo 4 y el XRD del producto
del Ejemplo 5 muestra que cuando se utilizan las condiciones
hidrotérmicas y el pH bajo de acuerdo con el proceso de la
invención, se obtiene una cristalinidad mejorada.
Se añadió 5% en peso de nitrato de lantano
(calculado como el óxido) en solución a una suspensión que contenía
gibbsita en partículas finas y 20% de alúmina Catapal A® como
siembra. Se ajustó el pH entre 4 y 6 y se homogeneizó. La
suspensión resultante se calentó en un autoclave a 180ºC durante 2
horas a la presión autógena.
Se repitió el Ejemplo 6 utilizando BOC finamente
molido. Se utilizó como siembra 10% en peso de Catapal A®,
fuertemente peptizado con ácido nítrico. Se ajustó el pH a 6, y se
añadió 10% en peso de nitrato de lantano (calculado como óxido) en
solución. La suspensión resultante se homogeneizó en un mezclador y
se transfirió a un autoclave, donde se calentó la misma bajo la
presión autógena a 175ºC durante 2 horas.
Se repitió el Ejemplo 6 utilizando aluminato de
sodio (10% en peso calculado como alúmina) como siembra. Se ajustó
el pH entre 6 y 7, con ácido nítrico, y se añadió 5% en peso de
nitrato de lantano (calculado como óxido) en solución. La
suspensión resultante se homogeneizó en un mezclador y se
transfirió a un autoclave, donde se calentó la misma a la presión
autógena a 165ºC durante 2 horas.
Claims (12)
1. Un proceso para la preparación de boehmita
cuasi-cristalina en el cual un precursor de boehmita
cuasi-cristalina se envejece a un pH inferior a 7 y
en el cual el precursor de boehmita
cuasi-cristalina es un alcóxido de aluminio,
trihidrato de aluminio, o una mezcla de los mismos.
2. El proceso de la reivindicación 1, en el cual
el envejecimiento se conduce en condiciones hidrotérmicas.
3. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1-2, en el cual el precursor de
boehmita cuasi-cristalina se envejece en presencia
de un aditivo.
4. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 3,
en el cual el aditivo es un compuesto que contiene un elemento
seleccionado del grupo de los metales de las tierras raras, metales
alcalinotérreos, metales de transición, actínidos, silicio, boro, y
fósforo.
5. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1-3, en el cual el alcóxido de
aluminio se hidroliza y envejece para formar boehmita
cuasi-cristalina.
6. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1-3, en el cual dicho precursor
comprende trihidrato de aluminio y una siembra de boehmita que se
envejecen para formar dicha boehmita
cuasi-cristalina.
7. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1-6, en el cual el precursor de
boehmita cuasi-cristalina se conforma en un cuerpo
moldeado antes del envejecimiento.
8. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1-7, que se conduce de un modo
continuo.
9. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1-8, en el cual dicha
preparación se lleva a cabo en un reactor y los productos de
reacción se reciclan a dicho reactor.
10. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1-9, en el cual se utiliza más
de un paso de envejecimiento.
11. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1-6 y 8-10, en
el cual la boehmita cuasi-cristalina formada en el
paso de envejecimiento se conforma en un cuerpo moldeado.
12. Un proceso para la preparación de alúmina de
transición por tratamiento térmico de una boehmita
cuasi-cristalina preparada de acuerdo con uno
cualquiera de los procesos de las reivindicaciones
1-11.
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