KR100424233B1

KR100424233B1 - 흡수제로유용한입자조성물제조방법

Info

Publication number: KR100424233B1
Application number: KR1019960020287A
Authority: KR
Inventors: 피이 카아리 지아네쉬; 아아르 엥겔버어트 도널드
Original assignee: 휘립프스피트로오리암캄파니
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1996-06-07
Publication date: 2004-07-05
Also published as: KR970000324A; IN191756B; AU690453B2; AU5469796A; TW359626B; JP3499678B2; JPH09103673A

Abstract

아연 알루미네이트로 구성되는 입자 조성물을 생성하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 (a) 아연 성분, 알루미나 성분, 및 분산제 성분을 접촉시켜 혼합물을 형성하고 나서; (b) 상기 혼합물을 분무 건조시켜 상기 입자 조성물을 형성하는 것으로 구성된다. 임의로, 입자 조성물을 산화 아연 또는 산화 아연으로 전환될 수 있는 아연 화합물과 접촉시킨다.

Description

흡수제로 유용한 입자 조성물 제조 방법

본 발명은 입자 조성물, 구체적으로 황-함유 유체 스트림을 처리하는 흡수제로서 유용한 입자 조성물 분야에 관한 것이다.

유체 스트림으로부터 황을 제거하는 것은 필수적일 뿐만 아니라 여러 가지 이유로 오랜 동안 요구되어 왔다. 만일 황-함유-유체-스트림을 폐기 스트림으로 방출하고자 한다면 그러한 황을 유체 스트림으로부터 제거하는 것은 특정 환경 규정에 부합하기 위해 종종 필수적이다. 만일 황-함유 유체 스트림을 촉매 방법에 사용하고자 한다면, 황의 제거는 촉매의 중독을 방지하는데 필수적이다. 황-함유 유체 스트림은 종종 유체화 베드 반응기에 사용된다. 유체화 베드 반응기는 고정 베드 반응기 보다 우수한 열전달 및 우수한 압력 저하와 같은 이점을 갖는다. 유체화 베드 반응기는 일반적으로 입자 반응 물질을 사용한다. 이들 입자들의 크기는 일반적으로 약 1 - 1000 미크론 범위이다. 그러나, 일반적으로 사용되는 반응기는 모든 적용에 대해 충분한 열안정성 및 충분한 내마멸성을 갖지 않는다.

본 발명은 입자 조성물을 생성하는 방법을 제공한다.

본 발명은 또한 개선된 열안정성 및 개선된 내마멸성을 갖고 광범위한 적용에 사용될 수 있는 입자 조성물을 생성하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면 아연 알루미네이트로 구성되는 입자 조성물을 생성하는 방법이 제공된다. 이 방법은 하기로 구성된다:

(a) 아연 성분, 알루미나 성분, 분산제 성분을 접촉시켜 혼합물을 형성하고 나서; (b) 상기 혼합물을 분무 건조시켜 상기의 입자 조성물을 형성한다. 본 발명은 또한 상기와 같이 생성된 입자 조성물을 아연 화합물과 접촉시키는 임의의 단계 (c)를 포함하는데, 이때 상기 아연 화합물은 산화 아연이거나 산화 아연으로 전환될 수 있는 화합물이다.

일반적으로, 단계 (a)에서 사용되는 아연 성분은 산화 아연이다. 그러나, 본원에 서술된 제조 조건 하에서 알루미나와 배합되어 아연 알루미네이트를 형성하는 임의의 아연 화합물일 수 있다. 그러한 화합물의 예로는 황화 아연, 황산 아연, 수산화 아연, 탄산 아연, 아세트산 아연, 질산 아연, 염화 아연, 브롬화 아연, 요오드화 아연, 옥시염화 아연, 및 스테아르산 아연을 들 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 상기 화합물의 혼합물이 또한 사용될 수 있다. 사용되는 아연 성분의 양은 성분들의 전체 중량을 기준으로 하여 약 5 - 약 75 중량% 범위이다. 그러나, 약 15 - 약 60 중량% 범위의 양이 바람직하고 약 25 약 45 중량% 범위의 양이 가장 바람직하다.

알루미나 성분은 임의의 적합한 알루미나 또는 알루미노실리케이트일 수 있다. 알루미나 성분은 본원의 제조 조건 하에서 아연 성분과 배합되어 아연 알루미네이트를 형성해야만 한다. 적합한 알루미나 성분은 수화 알루미나 화염 가수분해알루미나를 들 수 있으며 이에 제한되지 않는다. 사용되는 알루미나 성분의 양은 성분들의 전체 중량을 기준으로 하여 약 5 - 약 90 중량% 범위이다. 그러나, 약 25 - 약 75 중량% 범위의 양이 바람직하고 약 40 약 65 중량% 범위의 양이 가장 바람직하다.

분산제 성분은 혼합물의 분무 건조를 촉진하는 것을 돕는 임의의 적합한 화합물일 수 있다. 구체적으로, 이들 성분은 유체 매질 내에서 고체 입자의 퇴적, 침전, 강하, 응집, 접착, 및 고형화를 방지하는데 유용하다. 적합한 분산제는 진한 인산염 및 설폰화 중합체를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 진한 인산염은 H₂O:P₂O₅가 약 3:1 미만인 임의의 탈수 인산염을 말한다. 적합한 분산제의 구체적인 예는 피로인산 나트륨, 메타인산 나트륨, 및 설폰화 스티렌 말레산 무수물 중합체를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 사용되는 성분의 양은 성분들의 전체 중량을 기준으로 하여 약 0.01 - 약 10 중량% 범위이다. 그러나, 약 0.1 - 약 8 중량% 범위의 양이 바람직하고 약 1 약 3 중량% 범위의 양이 가장 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시양태에서 결합제 성분이 사용된다. 결합제 성분은 시멘트와 같은 성질 또는 진흙과 같은 성질을 갖는 임의의 적합한 화합물일 수 있는데, 이는 입자 조성물을 결합시키는 것을 돕는다. 상기 결합제 성분의 적합한 예는 석고 회반죽, 통상의 석회, 수경 석회, 자연 시멘트, 포틀랜드 시멘트, 및 알루미나 다량 함유 시멘트, 및 애터펄자이트, 벤토나이트, 할로이사이트, 헥토라이트, 고령토, 몬모릴로나이트, 피로필라이트, 세피올라이트, 탈크, 및 베르미쿨라이트와같은 진흙을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 특히 바람직한 결합제 성분은 칼슘 알루미네이트 시멘트이다. 사용되는 결합제 성분의 양은 성분들의 전체 중량을 기준으로 하여 약 0.1 - 약 30 중량% 범위이다. 그러나, 약 1 - 약 20 중량% 범위의 양이 바람직하고 약 5 약 15 중량% 범위의 양이 가장 바람직하다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에서는 산 성분이 사용된다. 산 성분은 아연 성분 및 알루미나 성분으로부터 아연 알루미네이트를 형성하는 것을 도울 수 있는 임의의 적합한 산일 수 잇다. 일반적으로 산 성분은 유기산 또는 광산일 수 있다. 만일 산 성분이 유기산이라면 카르복실산인 것이 바람직하다. 만일 산 성분이 광산이면 질산, 인산, 또는 황산이 바람직하다. 이들 산의 혼합물이 또한 사용될 수 있다. 일반적으로 산은 희석된 산 수용액을 형성하기 위해 물과 함께 사용한다. 산 성분 내 산의 양은 산 성분들의 전체 부피를 기준으로 하여 약 0.01 - 약 20 부피% 범위이다. 그러나, 약 0.1 - 약 10 부피% 범위의 양이 바람직하고 약 1 약 5 부피% 범위의 양이 가장 바람직하다. 일반적으로, 사용되는 산 성분의 양은 건조 성분의 양을 기준으로 한다. 즉 모든 건조 성분 (g) 대 산 성분 (mg)의 비가 약 1.75:1 미만이어야 한다. 그러나, 만일 비가 약 1.25:1 미만이면 바람직하고 약 0.75:1 미만이면 가장 바람직하다. 위와 같은 비율은 유체 내에 분무처럼 분산될 수 있는 액상 용액, 슬러리 또는 페이스트로 혼합물을 형성하는 것을 도울 것이다.

아연 성분, 알루미나 성분, 및 분산제 성분은 유체 내에 분무 처럼 분산될 수 있는 액상 용액, 슬러리, 페이스트로 혼합물을 형성시키는 당기술에 공지된 임의의 방법으로 접촉시킬 수 있다. 아연 성분, 알루미나 성분, 및 분산제 성분이 고체라면, 이들은 액체 매질 내에서 접촉하여 유체 내에서 분무 처럼 분산될 수 있는 액상 용액, 슬러리, 또는 페이스트로 혼합물을 형성해야 한다. 본 발명의 다른 실시양태에서는, 아연 성분 및 알루미나 성분이 서로 접촉하여 아연 알루미네이트로 구성되는 조성물을 형성하고 나서 이 아연 알루미네이트 조성물을 분산제와 접촉시킨다. 이들 성분을 접촉시키는 적합한 수단은 당 기술에 공지되어 있는 예를 들면 텀블러, 고정 셀, 트로프, 뮐러 혼합기, 충돌 혼합기 등이 있다. 원한다면, 결합제 성분을 다른 성분과 접촉시켜 무엇보다도 개선된 내마모성을 갖는 화합물을 형성할 수 있다. 일반적으로, 접촉 후에 혼합물을 형성하는 이들 성분들은 산 성분과 접촉한다. 그러나, 건조 성분 및 산 성분은 동시에 또는 따로따로 접촉될 수 있다. 모든 건조 성분 (g) 대 액체 (ml)의 비가 약 1.75:1 미만이어야 한다. 그러나, 만일 상기 비가 약 1.25:1 미만이면 바람직하고 약 0.75:1 미만이면 가장 바람직하다. 위와 같은 비율은 유체 내에 분무처럼 분산될 수 있는 액상 용액, 슬러리 또는 페이스트로 혼합물을 형성하는 것을 도울 것이다.

성분들이 서로 접촉하여 혼합물을 형성한 후, 그들을 분무 건조시켜 약 1 내지 약 1000 미크론 크기의 입자를 형성시킨다. 분무 건조는 당기술에 공지되어 있고 PERRY'S CHEMICAL ENGINEERS' HANDBOOK 제 6 판, McGraw-Hill, Inc.의 20-54부터 20-58 페이지에 논의되어 있다. 부가의 정보는 HANDBOOK OF INDUSTRIAL DRYING, Marcel Dekker, Inc.의 243-293 페이지로부터, 특히 참고문헌 일람표로부터 얻을 수 있다. 형성된 입자형 조성물은 약 10 - 약 1000 미크론의 크기를 갖는다. 그러나, 만일 입자 크기가 약 30 - 약 300이면 바람직하고 크기가 약 50 - 약 100 미크론이면 가장 바람직하다.

그리고 나서 건조된 입자 조성물을 소성시켜 소성된 입자 조성물을 형성시킨다. 소성은 남아 있는 물을 제거하고 임의의 연소 가능한 물질을 산화시키고, 아연 알루미네이트를 형성하는 아연 성분과 알루미나 성분의 배합에 영향을 미치는 임의의 적합한 조건하에서 수행할 수 있다. 그리하여 보통은 건조된 조성물을 산소 함유 주변 공기 내에서 소성시킨다. 일반적으로 소성이 일어나는 온도는 약 300 - 약 1200℃ 범위이다. 그러나, 온도가 약 450 - 약 1000℃ 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 소성은 액 0.5 - 약 12 시간 범위의 기간 내에 수행되어야 한다.

건조된 입자 조성물이 형성된 후, 또는 소성되거나, 건조된 입자 조성물이 형성된 후, 아연 화합물과 접촉시킬 수 있다. 일반적으로, 아연 화합물은 산화 아연이다. 그러나, 단계 (a)에서 사용되는 것과 같은 본원의 제조 조건 하에서 산화 아연으로 전환될 수 있는 임의의 아연 화합물일 수 있다. 그러한 화합물의 예로는 아연 설파이드, 아연 설페이트, 수산화 아연, 아녀 카르보네이트, 아세트산 아연, 질산 아연, 염화 아연, 브롬화 아연, 요오드화 아연, 옥시염화 아연, 및 스테아르산 아연을 들 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 상기 화합물의 혼합물이 또한 사용될 수 있다. 사용되는 아연 화합물의 양은 전체 성분의 양을 기준으로 약 5 - 75 중량% 범위이다. 그러나, 약 15 - 약 60 중량% 범위의 양이 바람직하고 약 25 - 약 45 중량% 범위의 양이 가장 바람직하다. 바람직한 실시양태에서 건조된 입자 조성물, 또는 소성되고 건조된 입자 조성물은 가용성 아연 화합물로 구성된 액체 매질과 접촉될 수 있다. 일반적으로, 가용성 아연 화합물을 흡수 조성물의 제조 중에산화 아연으로 전환될 수 있는 화합물이다. 액체 매질은 예를 들면, 물 및 유기 용매와 같은 임의의 매질일 수 있다. 가용성 아연 화합물의 예로는 아연 설파이드, 황산 아연, 탄산 아연, 아세트산 아연, 질산 아연, 염화 아연, 브롬화 아연, 및 요오드화 아연을 들 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 상기 가용성 아연 화합물의 혼합물을 또한 사용할 수 있다.

가용성 아연 화합물로 구성된 액체 매질은 당기술에 공지된 임의의 방식으로 입자 조성물과 접촉시킬 수 있다. 그 중 한 방법은 입자 조성물을 액체 매질로 함침시키는 것이다. 입자 조성물을 가용성 아연 화합물로 구성된 액체 매질과 혼합한 후, 조성물을 건조시키고 소성시킨다. 상기 조성물은 바람직하게 약 50℃ - 약 300℃ 범위의 온도에서 약 0.5 시간 - 약 8 시간, 보다 바람직하게 약 1 시간 - 약 5 시간 동안 건조시키지만, 건조 온도가 약 100℃ - 약 250℃인 것이 보다 바람직할 것이다. 그리고 나서 건조된 조성물을 산소, 또는 산소-함유 기체 존재 하에 약 300℃ - 약 800℃ 범위, 보다 바람직하게 약 450℃ - 750℃ 범위의 온도에서 소성시켜 남아 있는 물을 제거하고 임의의 연소성 물질을 산화시키고, 아연 화합물 적어도 일부를 산화 아연으로 전환시킨다. 상기 소성 단계에 요구되는 시간은 일반적으로 약 0.5 시간 - 약 4 시간 범위이고, 바람직하게는 약 1 시간 - 약 3 시간 범위일 것이다.

원한다면, 금속 산화물 성분이 조성물에 첨가될 수 있다. 이들 금속 산화물 성분은 입자 조성물의 물리적 및 화학적 성질을 개선시킬 수 있다. 예를 들면, 이들 금속 산화물 성분은 입자 조성물이 다양한 화합물을 수소화시키는 능력을 증가시킬 수 있다. 적합한 금속 산화물 성분의 예로는 산화 철, 산화 코발트, 산화 니켈, 산화 루테늄, 산화 로듐, 산화 팔라듐, 산화 오스뮴, 산화 이리듐, 산화 백금, 산화 구리, 산화 크로뮴, 산화 티타늄, 산화 지르코늄, 산화 주석, 및 산화 망간이지만, 이에 제한되지 않는다. 입자 조성물 내 금속 산화물 성분의 양은 입자 조성물의 중량을 기준으로 하여 약 0.01 약 20중량% 범위이다. 그러나, 만일 상기 양이 약 0.1 - 약 15 중량%이면 보다 바람직하고, 상기 양이 약 1 - 약 10 중량% 범위인 것이 가장 바람직하다.

금속 산화물 성분은 금속 원소, 금속 산화물, 및/또는 본원에 서술된 소성조건하에서 금속 산화물로 전환될 수 있는 금속-함유 화합물 형태로 입자 조성물에 첨가될 수 있다. 상기 금속-함유 화합물의 몇몇 예는 아세트산 금속염, 탄산 금속염, 질산 금속염, 황산 금속염, 티오시안산 금속염 및 상기 중 임의의 둘 이상의 혼합물을 포함한다.

금속 원소, 금속 산화물, 및/또는 금속-함유 화합물은 당 기술에 공지된 임의의 방법에 의해 입자 조성물에 첨가될 수 있다. 그 중 한 방법은 금속 원소, 금속 산화물, 및/또는 금속-함유 화합물을 함유한 수성 또는 유기 액체 매질로 입자 조성물을 함침시키는 것이다. 금속 원소, 금속 산화물, 및/또는 금속-함유 화합물을 입자 조성물에 첨가한 후 조성물을 건조시키고 소성시킨다.

금속 원소, 금속 산화물, 및/또는 금속-함유 화합물은 원 혼합물의 성분으로서 입자 조성물에 첨가될 수 있고, 또는 입자 조성물을 분무 건조시키고 소성시킨 후 첨가될 수 있다. 만일 입자 조성물을 분무 건조시키고 소성시킨 후 금속 산화물을 그에 첨가한다면, 결국 상기 조성물은 두번째 건조되고 소성되는 것이다. 이 조성물은 바람직하게 약 50℃ - 약 300℃ 범위 내 온도에서 건조되며 약 0.5 시간 - 약 8 시간, 보다 바람직하게 약 1 시간 - 약 5 시간 동안 건조시키지만, 건조 온도가 약 100℃ - 약 250℃인 것이 보다 바람직할 것이다. 그리고 나서 이 건조된 조성물을 휘발성 물질들이 제거되고 금속 원소 및/또는 금속-함유 화합물 적어도 일부가 금속 산화물로 전환될 때까지 산소, 또는 산소-함유 기체 존재 하에 약 300℃ - 약 800℃ 범위, 보다 바람직하게 약 450℃ - 750℃ 범위의 온도에서 소성시킨다. 상기 소성 단계에 요구되는 시간은 일반적으로 약 0.5 시간 - 약 4 시간 범위이고, 바람직하게는 약 1 시간 - 약 3 시간 범위일 것이다.

본 발명의 입자 조성물은 다양한 용도로 사용될 수 있다. 예를 들면, 이들은 산화 아연 입자 조성물을 황-함유 기체상 공급 스트림과 접촉시킨 후, 산화 아연 조성물을 산화 아연 입자 조성물을 발생시키는 산소 또는 산소-함유 기체와 접촉시키는 황 제거 공정에서 산화 아연 흡수제의 성분으로서 사용될 수 있다. 상기 황 제거 공정의 예는 미합중국 특허 제 4,990,318 호; 5,077,261 호; 5,102,854 호; 5,108,975 호; 5,130,288호; 5,174,919 호; 5,177,050 호; 5,219,542 호; 5,244,641 호; 5,248,481 호; 및 5,281,445 호에 공개되어 있다.

그 밖에, 조성물과 아연 화합물을 접촉시키는 부가의 단계 (c) 없이 형성된 입자 조성물은; (1) 알칸의 탈수소화 반응에서; (2) 올레핀 및 디올레핀의 제조에서; (3) 탄화 수소 스트림 내 알켄 및 알킨의 수소 첨가 반응에서; (4) 파라핀을 방향족으로 탈수소 고리화시키는 반응에서 사용되는 촉매 성분으로 사용될 수 있다. 그들은 폐수 처리에 사용되는 화합물의 성분으로서 사용될 수 있고 예를 들면, NO_x, H₂S 및 제련소 및 화학 공정으로부터 결과되는 수소화물의 제거와 같은 폐기 가스 정제에 사용되는 화합물의 성분으로서 사용될 수 있다.

실시예

본 실시예는 본 발명을 예시하기 위해 제공되었으며 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

실시예 1

본 실시예는 본 발명의 아연 알루미네미트 입자 제조를 서술한다. 또한 분무 건조되어 상기 아연 알루미네이트 입자를 생성할 수 있는 혼합물의 제조를 서술한다.

Part A:

산화 아연 120g, 비스타 디스팔(Vista Dispal) 알루미나 188g, 세칼(Secar)71 칼슘 알루미네이트 시멘트 30g, 피로인산 나트륨 3.42g, 및 산화 주석 4.0g을 건조 혼합했다. 상기 건조 혼합물을 교반하면서 2.0 부피% 아세트산 수용액 500ml에 천천히 첨가했다. 결과 얻어진 슬러리 혼합물을 20 분 더 혼합하고 나서 60-메쉬 체로 여과시켰다. 이 여과시킨 슬러리 혼합물을 하기에 고정되어 있는 야마토(Yamato) 모델 DL-41 분무 건조기를 사용하여 분무 건조시켰다:

결과 얻어지는 분무 건조된 미소구를 주변 공기에서 분 당 약 3℃로 변이하는 843℃에서 5 시간 동안 소성시켰다. 소성된 물질은 하기 성질을 보였다:

용적 밀도 (채워진 상태) 1.0 g/cc (서술된 것과 유사한 몇몇 실행에서 배합되고 걸러진 생성물로부터 얻은 +270 및 +325 메쉬 분획에 대해 결정함).

상기로부터 얻은 소성된 물질과 대조 물질(다비손(Davison) GXP-5, 석유분해에 사용되는 시판용 유체 분해 촉매) 모두를 미합중국 4,010,116 호 (그 공개가 본원에 참고 문헌으로 병합됨)에 서술된 바와 유사한 과정을 사용하여 마멸 저항에 대해 검사했다(마멸%). 사용된 본 발명 물질의 샘플은 서술된 것과 유사한 몇몇 실행에서 배합되고 걸러진 생성물의 +270 메쉬로부터 얻었다. 상기 +270 메쉬 분획을-80 및 +230 메쉬에서 다시 거르고 결과 얻어진 물질 50g을 마멸 검사에 사용했다. 마멸 검사의 소요 시간은 5 시간이었다. 마멸%는 5 시간 검사의 말엽에 마멸로 의해 미세 입자로 소실된 물질의 양을 나타낸다.

Part B:

별개의 본 발명 제조로서, 산화 아연 120g, 비스타 디스팔 알루미나 188g, 세칼 71 칼슘 알루미네이트 시멘트 30g, 메타인산 나트륨 3.42g, 및 산화 주석 4.0g을 건조 혼합했다. 상기 건조 혼합물을 교반하면서 2.0 부피% 아세트산 수용액 500ml에 천천히 첨가했다. 결과 얻어진 슬러리 혼합물을 30 분 더 혼합하고 나서 60-메쉬 체로 여과시켰다. 여과한 슬러리 혼합물은 약간 겔화되지만 쉽게 따르고 펌핑할 수 있다. 여과시킨 슬러리를 노즐이 SU-2A 대신 SU-2인 것을 제외하고는 상기 지적된 바와 같은 장치 및 조건을 사용하여 분무 건조시켰다. 분무 건조된 물질을 주변 공기에서 분 당 약 3℃로 변이하는 843℃에서 5 시간 동안 소성시켰다. 소성된 물질의 체 분석은 하기 입자 크기 분포를 보였다:

산화 아연 120g, 비스타 디스팔 알루미나 188g, 세칼 71 칼슘 알루미네이트 시멘트 30g, 설폰화 스티렌 말레산 무수물 중합체 3.42g, 및 산화 주석 4.0g을 건조 혼합했다. 상기 건조 혼합물을 교반하면서 2.0 부피% 아세트산 수용액 500ml에 천천히 첨가했다. 결과 얻어진 슬러리 혼합물을 30 분 더 혼합했다. 이때 슬러리는 뚜렷한 겔화 없이 여전히 매우 낮은 점도를 가졌다. 슬러리를 60-메쉬 체로 여과시키고 상기 지적된 바와 같은 장치 및 조건을 사용하여 분무 건조시켰다. 분무 건조된 물질을 주변 공지에서 분 당 약 3℃로 변이하는 843℃에서 5 시간 동안 소성시켰다. 소성된 물질의 체 분석은 하기 입자 크기 분포를 보였다:

비교 실시예 1

본 실시예는 본 발명의 분산제 성분의 중요한 성질을 입증한다. 실시예 1, Part A의 피로인산 나트륨을 다른 물질로 치환시켜 분무 건조에 적합한 혼합물을 제조하는 데 실패한 다섯 차례의 시도가 서술된다.

Part A:

산화 아연 120g, 비스타 디스팔 알루미나 188g, 세칼 71 칼슘 알루미네이트 시멘트 30g, 및 산화 주석 4.0g을 건조 혼합했다. 건조 혼합물을 교반하면서 2.0 부피% 아세트산 수용액 500ml에 천천히 첨가했다. 상기에 나트륨 실리케이트 3.42g을 첨가했다. 교반을 5 분 동안 계속하는데, 이때 혼합물은 분무 건조를 위해 펌핑할 수 없을 만큼 겔화되었다.

Part B:

산화 아연 120g, 비스타 디스팔 알루미나 188g, 세칼 71 칼슘 알루미네이트 시멘트 30g, 폴리 (아크릴산) (분자량 200,000 - 450,000) 3.42g 및 및 산화 주석 4.0g을 건조 혼합했다. 건조 혼합물을 교반하면서 2.0 부피% 아세트산 수용액 500ml에 천천히 첨가했다. 첨가 중에, 분말 혼합물이 모두 아세트산에 첨가되면(약 5 분), 혼합물은 겔화되기 시작하여 분무 건조를 위해 펌핑할 수 없을 만큼 겔화되었다.

Part C:

산화 아연 120g, 비스타 디스팔 알루미나 188g, 세칼 71 칼슘 알루미네이트 시멘트 30g, 폴리 (아크릴산) (분자량 200,000 - 450,000) 3.42g 및 및 산화 주석 4.0g을 건조 혼합했다. 혼합물을 교반하면서 증류수 500g 천천히 첨가했다. 혼합물은 분무 건조를 위해 펌핑할 수 없을 만큼 겔화되었다.

Part D:

산화 아연 120g, 비스타 디스팔 알루미나 188g, 세칼 71 칼슘 알루미네이트 시멘트 30g, 및 산화 주석 4.0g을 건조 혼합했다. 따로, 폴리 (아크릴산) (분자량 200,000) 65 중량% 수용액 3.42g을 증류수 500g과 혼합했다. 교반하면서, 건조 혼합물을 약한 산 용액에 첨가했다. 건조 혼합물의 첨가가 완결되기 전에 액체는 겔화되었고 분무 건조를 위해 펌핑할 수 없을 만큼 겔화되었다.

Part E:

산화 아연 120g, 비스타 디스팔 알루미나 188g, 세칼 71 칼슘 알루미네이트 시멘트 30g, 및 산화 주석 4.0g을 건조 혼합했다. 따로, 폴리 (아크릴산) (분자량 2000) 3.42g을 증류수 500 및 수산화 나트륨 0.50g과 혼합했다. 용액은 pH 종이로 검사하여 약한 염기성이었다. 교반하면서 건조 혼합물을 약한 염기성 용액에 첨가했다. 건조 혼합물의 첨가가 완결되기 전에, 액체는 겔화되었고 분무 건조를 위해 펌핑할 수 없을 만큼 겔화되었다.

비교 실시예 2:

본 실시예는 본 발명에서 분산제 성분의 중요한 성질을 입증한다. 본 실행은 분산제 성분이 없으면 액체 유형 분무기 내에서 분산될 수 없는 혼합물이 형성됨을 보여준다.

산화 아연 60g, 비스타 디스팔 알루미나 94g, 세칼 71 칼슘 알루미네이트 시멘트 15g, 및 산화 주석 2.0g을 건조 혼합했다. 건조 혼합물을 교반하면서 1.0 부피% 아세트산 수용액 500ml에 천천히 첨가했다. 교반하는 중에, 혼합물은 떠질 수 없을 만큼 걸쭉한 정도로 겔화된다. 분무 건조를 시도했지만 바로 노즐이 막혔다.

실시예 2:

본 실시예는 산화 아연 흡수제를 형성함에 있어서 아연 알루미네이트 입자의 사용을 입증한다.

실시예 1, Part A,에서 제조된 아연 알루미네이트 입자 50g을 따뜻한 탈이온수 7g 내 질산 아연 6수화물 46g이 용해된 용액으로 분무 함침시켰다. 함침된 입자를 먼저 열총(heat gun)으로 표면 건조시키고, 450℃에서 1 시간 동안 소성시켰다. 본 실시예의 흡수제는 다시 상기 서술된 함침/건조/소성 단계를 1회 더 실시하여 제조했다.

다음으로, 상기에서 얻은 함침된 물질 37g을 탈이온수 7.86g 내 질산 니켈 6수화물 10.69g이 용해된 용액으로 분무 함침시켰다. 그리고나서 상기 물질을 1 시간 동안 주변 공기에서 분 당 약 5℃ 로 변이하는 635℃에서 건조시키고 소성시켰다.

상기로 부터 얻은 니켈-함침 물질을 황하중에 대해 검사했다. 검사는 20mm O.D. 석영 반응기 및 2mm 열전쌍 웰로 구성된 유닛에서 수행했다. 반응기는 검사된 흡수제 10g을 사용하여 고정 베드 내 업 플로우 모드에서 조작했다. 흡수제를 질소 스트림 내에서 538℃로 가열시켰다. 원하는 온도가 얻어지면, 질소 스트리을 황화 수소 4.2 부피%, 이산화탄소 40.0 부피% 및 질소 55.8 부피%로 구성된 유사 황 플렌트 공급 기체 스트림으로 치환했다. 시간 당 기체 공간 속도는 1450cc/흡수제 cc/시였다. 황하중은 직면하게 되는 농도 범위에 적합한 제네럴 모니토 황화수소 모니터를 사용하여, 반응기 유체 내 황화 수소의 농도를 측정함으로써 모니터링할 수 있다. 일단 흡수제가 완전히 흡수하면 황화 수소가 나타나며, 유사 황 플렌트 기체가 반응기 내로 흐르는 것을 중단시키고 반응기를 질소로 45 분 동안 퍼어징하면서 재생 온도 593℃로 다시 가열했다. 흡수가 끝난 흡수제를 약 5 시간 동안 200cc/분의 공기 스트림으로 재생시켰다. 그리고 나서 반응기를 538℃로 식히면서 약 40 분 동안 질소로 퍼어징했다. 그리고 나서 질소 흐름을 중단시키고 유사 황플렌트 공급 기체 흐름을 재개하여 또 다른 흡수 사이클을 시작했다. 공정은 원하는 회수의 사이클 동안 반복했다. 검사의 결과가 하기 표 I에 제시되어 있다.

[표 I] 황 흡수 검사 결과

* 황화 수소 발생시 흡수제 내 황 중량%

표 I에 제시된 결과는 본 발명의 아연 알루미네이트 입자를 사용하여 제조된 흡수제가 기체로부터 황을 제거하는 데 매우 효과적임을 제시한다.

Claims

입자 조성물 생성 방법으로서,

(a) (1) 아연성분, (2) 알루미나 성분, 및 (3) 분산제 성분을 접촉시켜 혼합물을 형성하고 나서,

(b) 상기 혼합물을 분무 건조시켜 입자를 형성하는 것으로 구성되는 방법으로서, 상기 아연성분은 총성분 중량 기준으로 5 내지 75 중량% 범위이고, 알루미나 성분은 총 성분 중량 기준으로 5 내지 90 중량%이며, 분산제 성분은 총 성분 중량 기준으로 0.01 내지 10 중량%인 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 아연 성분이 황화 아연, 황산 아연, 수산화 아연, 탄산 아연, 아세트산 아연, 질산 아연, 염화 아연, 브롬화 아연, 요오드화 아연, 옥시염화 아연, 스테아르산 아연 또는 상기 아연 성분 중 임의의 둘 이상의 혼합물인 방법.
제 1 항에 있어서, 사용된 아연 성분의 양이 성분들의 총 중량을 기준으로 하여 15 내지 60 중량% 범위인 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 알루미나 성분이 알루미나로 구성되는 방법.
제 1 항에 있어서, 사용된 알루미나 성분의 양이 성분들의 총 중량을 기준으로 하여 30 내지 75 중량% 범위인 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 분산제 성분이 진한 인산염, 설폰화 중합체 또는 상기 분산제 성분 중 임의의 둘 이상의 혼합물인 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 사용된 분산제 성분의 양이 성분들의 총 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 8 중량% 범위인 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 단계 (a)에서 부가적으로 결합제와의 접촉으로 혼합물을 형성하는 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 결합제 성분이 석고 회반죽, 통상의 석회, 수경 석회, 자연 시멘트, 포틀랜드 시멘트, 및 알루미나 다량 함유 시멘트, 및 애터펄자이트, 벤토나이트, 할로이사이트, 헥토라이트, 고령토, 몬모릴로나이트, 피로필라이트, 세피올라이트, 탈크, 및 베르미쿨라이트 또는 상기 결합제 성분 중 임의의 둘 이상의 혼합물인 방법.
제 8 항에 있어서, 사용된 결합제 성분의 양이 성분들의 총 중량을 기준으로하여 1 내지 20 중량% 범위인 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 단계 (a)에서 산 성분이 또한 접촉되어 혼합물을 형성하는 방법.
제 11 항에 있어서, 상기 산 성분이 카르복실산, 질산, 인산, 황산, 또는 상기 산 중 임의의 둘 이상의 혼합물인 방법.
제 12 항에 있어서, 산 성분 내 산의 양이 산 성분들의 총 부피를 기준으로 하여 0.1 내지 10 부피% 범위인 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 산화아연 또는 산화아연으로 전환될 수 있는 화합물인 아연 화합물과 상기 입자들을 접촉시키는 단계 (c)를 더 포함하는 방법.
제 14 항에 있어서, 아연 화합물이 제 2 항에서 정의된 바와 같은 방법.