JPH0245495B2 - Kinitsukeijonokyujoshirikaryushinoseizosochi - Google Patents

Kinitsukeijonokyujoshirikaryushinoseizosochi

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JPH0245495B2
JPH0245495B2 JP2103182A JP2103182A JPH0245495B2 JP H0245495 B2 JPH0245495 B2 JP H0245495B2 JP 2103182 A JP2103182 A JP 2103182A JP 2103182 A JP2103182 A JP 2103182A JP H0245495 B2 JPH0245495 B2 JP H0245495B2
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JP
Japan
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mixing tube
mixing
oil
outlet
droplets
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JP2103182A
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Buuruman Korunerisu
Fuan Deru Mosuto Meno
Gurondoman Arekusandaa
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Shell Internationale Research Maatschappij BV
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Shell Internationale Research Maatschappij BV
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C01B33/14Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
    • C01B33/152Preparation of hydrogels
    • C01B33/154Preparation of hydrogels by acidic treatment of aqueous silicate solutions
    • C01B33/1546Preparation of hydrogels by acidic treatment of aqueous silicate solutions the first formed hydrosol being converted to a hydrogel by introduction into an organic medium immiscible or only partly miscible with water
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2/00Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
    • B01J2/02Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by dividing the liquid material into drops, e.g. by spraying, and solidifying the drops
    • B01J2/06Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by dividing the liquid material into drops, e.g. by spraying, and solidifying the drops in a liquid medium
    • B01J2/08Gelation of a colloidal solution
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/0009Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst

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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、均一形状の形状シリカ粒子の製造装
置に係り、該装置は少なくとも1つの混合チユー
ブ(各混合チユーブは各々アルカリ金属ケイ酸塩
水溶液および酸の水溶液用の複数の入口手段、お
よび前記溶液を混合することによつて得られたヒ
ドロゾルを注出するための出口を備える)、得ら
れたヒドロゾルを小滴に変換し、引き続きこれら
小滴を水と不混和の液体中でゲル化するための手
段を有する。 球状シリカ粒子(球体)は油工業および石油化
学工業のいくつかの工程において例えば触媒、触
媒担体、吸着剤、乾燥剤、イオン交換体などとし
て大規模に応用され得る。 英国特許第1525386号明細書は、よく知られた
ゾル−ゲル法によりシリカ球体の製造法を開示し
ている。この方法によるとシリカヒドロゾルは、
垂直に置いたカラムの頂部に任意適当な方法で装
着された混合チヤンバ内でアルカリ金属ケイ酸塩
水溶液を酸と混合することにより製造される。こ
のようにして得られたヒドロゾルを小滴状に変
え、これら小滴を水と不混和の液体中でゲル化さ
せる。この種の液体の例は油である。 公知の装置における大きな問題の一つは、2種
の供給物流を混合チヤンバ中で適当に混合させな
けばならないことである。何故なら、これらの流
れを不正確に混合すると、機械的に弱く、カラム
壁に粘着しかつ油を同伴する(entrain)ような
不均質の球体が生ずるからである。 従つて本発明の目的は、高いバルク圧縮強さ
(bulk crushing strength)と耐水性とを有する、
均一形状のシリカ球体を製造するのに極めて適し
た装置を供給することである。 本発明の他の目的は、高度の機械強度と高い細
孔容積とを有するシリカ球体を提供することであ
る。 本発明装置は、前記出口とこの出口に隣接する
入口手段との間の距離が前記混合チユーブの内径
の5〜20倍であることを特徴とする。 以下、一例として添付図面を参照しながら本発
明をより詳細に説明する。 第1図には供給溶液(それぞれ酸とケイ酸塩)
を供給する入口手段2および3を備えたハウジン
グ1が示されている。供給溶液は、それぞれ供給
手段2aおよび3aを介して入口手段2および3
に供給される。これらの供給手段は、継手
(coupling)2bおよび3bのような適当な手段
により入口手段2および3に接続される。これら
入口手段は、この目的に適した任意の方法により
混合チユーブ4に接続され、この混合チユーブは
混合路4aを構成し、その出口またはノズル5を
チユーブ6内で終端させてある。チユーブ6はこ
の目的に適する任意の材料で作られ、粒子製造用
装置のカラムの一部をなす(それ自体公知である
ため、図示せず)。混合チユーブ4の入口7を介
してニードル8が出口5まで移動可能である。こ
のニードルは、混合路4a用の清浄棒として役立
ち、この目的に適する任意の方法で移動させるこ
とができる(詳細には図示せず)。このニードル
は本発明装置の必須部分でないことが、当業者に
は自明である。混合路4aの出口5とこの出口5
に隣接する入口手段3との間の距離は、混合路の
内径の5〜20倍である。2種の溶液は混合路4a
中で混合されてヒドロゾルを生成する。このゾル
を、水と不混和の液体たとえば油である並流9に
注出する。この液体は、得られたゾルを同伴する
ための駆動流体として作用する。この具体例にお
いて、油はハウジング1中に設けられた流路9を
介して供給手段9aから流入する。供給手段9a
は任意適当な手段によりハウジング1に接続され
る。このようにして、混合路4aで調製されたゾ
ルを小滴に変える。これらの小滴はその後ゲル化
される。ゾルと駆動流体とは層流状態で流すべき
である。 本発明の有利な具体例において、ゾルから小滴
への変換は、混合チユーブ4に振動を与えること
により、或いは供給溶液の少なくとも1種の流れ
に脈動を与えることにより生起され得る。これら
の具体例を第2図および第3図を参照して一層詳
細に説明する。所定の周波数および振幅によるこ
の振動は、液体ジエツトを破壊して定常の液滴形
成をもたらす。これらの液滴は、油層中で沈降す
る間に固化する。 本発明のさらに有利な具体例によれば、混合チ
ユーブ4の出口5とこの出口に隣接する入口手段
3との間の距離は混合チユーブの内径の10〜15倍
である。混合チユーブの直径は1〜6mmの範囲で
変化することができる。脈動は10〜300Hzである。 さらに有利な具体例によれば、混合チユーブの
直径は3mmであり、脈動は20〜200Hzである。 このようにすると2〜7mmの範囲の直径を有す
る球体が得られる。上記範囲の長さを用いかつニ
ードルにより1〜10分間に1回混合チユーブを洗
浄すれば、連続操作が可能である。 第2図には、油カラム11中に浸漬され、横方
向に振動するノズルチツプが図示されている。ノ
ズル10aは混合チユーブ10の出口であり、こ
れには供給入口手段13および14がそれぞれ設
けられており、任意適当な方法でカラム11の頂
部に装着されており、任意適当な振動装置15,
15a,16によりたとえば35Hzまでの適当な周
波数でノズルを横方向に振動させることができ
る。たとえばこの種の装置は、継手ロツド15a
と可調整偏心路16とから構成される。この種の
装置自体は当業者に公知であり、詳細には記載し
ない。 入口手段13および14を通る溶液は貯蔵容器
(図示せず)から供給され、たとえば目盛りを校
正したロタメータのような適当な装置およびたと
えばニードル弁(図示せず)のような流量調節器
を介して計量される。ノズルチツプ10aは、例
えば脱塩水のような適当な媒体により清浄させ
て、工程を停止した場合のゲルによる閉塞を防止
する。ノズルチツプにおける液滴の形成は、この
目的に適し、それ自体当業者に周知の任意の手段
により観察できる。この種の手段の例はストロボ
スコープ光(図示せず)である。この具体例にお
いては、油供給が示されていない。得られた粒子
は製品収容器(図示せず)に回収される。たとえ
ば循環ポンプ、油−流体分離器などのような他の
適当な装置は平明さのために図示していない。こ
の装置は当業者に公知である。 第3図には、静止混合チユーブと供給溶液の1
種による脈動もしくは縦振動とを有する装置を図
示した。ノズル17は、溶液用の混合路17aの
出口である。溶液は、供給ライン23および24
を介して前記混合路に供給される。ノズル17は
透明チユーブ18に取り付けられ、このチユーブ
を介して油を適当な供給源(図示せず)からライ
ン22を通り同時に流入することができる。ノズ
ル17は、この目的に適する任意の手段により膜
19に接続される。膜19は供給ライン23中に
挿入され、この供給ライン23は貯蔵容器(図示
せず)から導出される。膜は適当な電磁振動機に
より縦方向に移動させることができる。この振動
機20は、適当な振幅および周波数制御装置21
により制御することができる。 たとえば電気−機械式または純機械式装置のよ
うな、この目的に適する任意の振動装置を使用し
うる。 さらに、貯蔵容器は任意適当な媒体により加圧
されてもよい。また、この目的に適する任意の本
数の混合チユーブを使用できることも明らかであ
る。 この目的に適するあらゆる混合比の供給組成物
を使用できることが当業者には明らかである。 供給溶液として水溶液を使用してもよい。しか
しながら、本願発明は水溶液の使用のみに限定さ
れず、この目的に適する任意の溶液を使用するこ
とができる。 さらに、入口手段と混合チユーブとの間の角度
は必ずしも90゜ではないことは明らかである。 以下の表〜は本発明の製造条件を示し、本
発明の効果を証明する。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】 記号の説明 a 振動の振幅、m d 液滴の直径、m dj ジエツトの直径、m do ノズルの直径、m dt 油輸送管の直径、m f 振動の周波数、s-1 Qo ノズルを通る流速、m3/s u 油の平均速度、m/s ud 油管中の液滴の速度、m/s uj ジエツトの速度、m/s ut 油相中の自由落下速度、m/s Rej 油流中ジエツトの改良したレイノズル数、
ρ.f.do 2/ηpil Reo ノズル中の液体のレイノズル数 ギリシヤ文字の記号 δ 液滴間の距離.m η ジエツトの動粘性率、Ns/m2 ηpil 油の動粘性率、Ns/m2 λ ジエツトに与えられた振動の波長、m ρ ジエツトの密度、Kg/m3 ρpil 油の密度、Kg/m3 σ 界面張力、N/m 実施例 球状シリカ粒子を第1図に示した装置を使用し
て作つた。 12%wSiO2を含みNa2O/SiO2モル比0.3を有す
る水ガラス水溶液を、供給速度0.94cm3/sで供給
手段2aを通して入口手段2に供給した。同時に
1.2N硫酸水溶液を、供給速度0.94cm3/sで供給手
段3aを通して入口手段3に供給した。これらを
混合チユーブ4の混合路4aの中で混合した。 この混合チユーブはポリエチレンからなり、
1.5mmの内径を有していた。ニードル8は混合チ
ユーブ4の入口7を通つて、5分に1回チユーブ
4の出口5まで移動可能であつた。混合路4aの
出口5と出口5に隣接する入口手段3との間の距
離は、混合路の内径の10倍に相当する15mmであつ
た。混合チユーブ4を、振幅2mm、周波数25Hzを
有する第2図に示したような振動装置を使用して
振動させた。 混合路4a内で生成したヒドロゾルは、供給手
段9aからチヤンネル9を介して供給される油の
流れへ出口5から注ぎ出された。ゾルは液滴に変
換し、次いで油流中でゲル化した。 得られた球状ヒドロゲルシリカ粒子を濾過によ
り分離し、水洗、乾燥した。これらの粒子は、平
均粒子径3.3mm(標準偏差0.2mm)を有するほぼ完
全な球体であり、かつ13Kg/cm2の高いバルク圧縮
強さ、85%の耐水性を示した。また、粒子は実質
的に油を同伴していなかつた。
【図面の簡単な説明】
第1図には本発明装置の具体例の断面図を示
す。前記装置は球状粒子の製造に適応する。第2
図は本発明装置の別の具体例の断面図を示す。第
3図は本発明による粒子製造用装置の更に別の具
体例の断面図を示す。 1……ハウジング、2,3,13,14……入
口手段、4,10……混合チユーブ、5,17…
…ノズル、7……入口、8……ニードル、11…
…油カラム、15,15a,16……振動装置、
18……透明チユーブ、19……膜、20……振
動機、21……振動制御装置、23……供給ライ
ン。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 少なくとも1つの混合チユーブ(各混合チユ
    ーブは各々アルカリ金属ケイ酸塩水溶液および酸
    の水溶液用の複数の入口手段、および前記溶液を
    混合することによつて得られたヒドロゾルを注出
    するための出口を備える)、得られたヒドロゾル
    を小滴に変換し、引き続きこれら小滴を水と不混
    和の液体中でゲル化するための手段を有する均一
    形状の球状シリカ粒子の製造装置であつて、前記
    出口とこの出口に隣接する入口手段との間の距離
    が前記混合チユーブの内径の5〜20倍であること
    を特徴とする前記装置。 2 溶液の少なくとも1種の流れを脈動させるた
    めの手段を特徴とする特許請求の範囲第1項に記
    載の装置。 3 縦方向に振動する装置を特徴とする特許請求
    の範囲第1項または第2項に記載の装置。 4 静止混合チユーブを特徴とする特許請求の範
    囲第1項〜第3項のいずれかに記載の装置。 5 直径1〜6mmを有する混合チユーブを特徴と
    する特許請求の範囲第1項〜第4項のいずれかに
    記載の装置。 6 脈動が10〜300Hzの範囲であることを特徴と
    する特許請求の範囲第2項〜第5項のいずれかに
    記載の装置。
JP2103182A 1981-02-13 1982-02-12 Kinitsukeijonokyujoshirikaryushinoseizosochi Expired - Lifetime JPH0245495B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8104631 1981-02-13

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JPS57150428A JPS57150428A (en) 1982-09-17
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JP (1) JPH0245495B2 (ja)
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CA (1) CA1171617A (ja)
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JPS57150428A (en) 1982-09-17
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DE3264805D1 (en) 1985-08-29
AU8039882A (en) 1982-08-19
AU551577B2 (en) 1986-05-08
EP0058441A1 (en) 1982-08-25
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