RU2789338C1 - Способ получения бипористого гранулированного оксида алюминия - Google Patents
Способ получения бипористого гранулированного оксида алюминия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2789338C1 RU2789338C1 RU2021138879A RU2021138879A RU2789338C1 RU 2789338 C1 RU2789338 C1 RU 2789338C1 RU 2021138879 A RU2021138879 A RU 2021138879A RU 2021138879 A RU2021138879 A RU 2021138879A RU 2789338 C1 RU2789338 C1 RU 2789338C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aluminium oxide
- biporous
- producing
- alumina
- pores
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к области химической технологии и может найти применение в производстве сорбентов и катализаторов для различных отраслей химической и нефтехимической промышленности. Предложен способ получения бипористого гранулированного оксида алюминия, отличающийся тем, что способ включает мокрое смешение предшественника оксида алюминия - псевдобемита с водой, содержащей азотную кислоту, с последующим получением однородной пластичной массы, формовкой методом экструзии и термической обработкой, на стадии смешения дополнительно вводится древесная мука в количестве 2-8 мас.% от массы предшественника оксида алюминия, и полученный оксид алюминия характеризуется удельной поверхностью более 130 м2/г, объёмом пор более 0,45 см3/г, а также бипористой структурой, представленной порами размером 2-30 нм и от 30 нм до 5 мкм. Технический результат – предложенный способ позволяет технологически просто получить оксид алюминия с бипористой системой, пригодный для использования в сорбции, а также в качестве носителя для получения на его основе каталитических материалов. 1 табл., 4 пр.
Description
Изобретение относится к области химической технологии и может найти применение в производстве сорбентов и катализаторов для различных отраслей химической и нефтехимической промышленности, а именно изобретение относится к способу получения гранулированного оксида алюминия, характеризующегося бипористой структурой.
Оксид алюминия и материалы на его основе находят широкое применение в различных отраслях, включая сорбцию различных веществ как из газовой, так и из жидкой фазы, гетерогенный катализ для различных окислительно-восстановительных и кислотно-основных каталитических процессов, протекающих как в газовой, так и в жидкой фазе. В большинстве областей использования оксид алюминия применяется в виде гранул цилиндрической или сферической формы диаметром 1-5 мм, поскольку это технологически более удобно. Однако при использовании гранулированных сорбентов и катализаторов возникают сложности, связанные с диффузионными затруднениями проникновения реагентов внутрь гранул и отвода продуктов из гранулы. Это связано с особенностями диффузии молекул как в газообразной, так и в жидкой фазе внутри пор нанометрового размера. Наличие диффузионных затруднений приводит к тому, что только поверхность гранул функционирует в сорбционном или каталитическом процессе, в то время как объем гранул оказывается не вовлеченным в процессы, что снижает общую эффективность использования гранул материала. Решением может являться создание гранулированного оксида алюминия с бипористой структурой, то есть чтобы в структуре помимо пор нанометрового размера присутствовали поры размером от 50 нм до нескольких микрометров, в которых диффузионные затруднения незначительны.
Известен носитель катализатора, включающий оксид алюминия и алюминий (патент РФ 2257261, B01J 21/04, опубл. 27.07.2005), в котором доля пор размером более 0,1 мкм в общем объеме открытых пор, равном 0,10-0,88 см3/г носителя, составляет, об.%: 10,0-88,5. Способ приготовления носителя включает формирование заготовки из порошка алюминия и неорганической добавки, окисление в режиме гидротермальной обработки при 200 °С 2 часа и последующее спекание при 700 °С 2 часа. Технический результат - получение носителя с удельной поверхностью от 28,6 до 135,7 м2/г, механической прочностью 1,4 - 10,1 МПа. Не смотря на относительно высокие прочностные характеристики и большой вклад макропор в структуру образца, метод является затратным, предполагает использование металлического алюминия, а получаемый продукт характеризуется невысокими значениями удельной поверхности.
Известен способ получения широкопористого оксида алюминия (патент РФ 2482061, С01F7/02, опубл. 20.05.2013], включающий осаждение раствора азотнокислого алюминия водным раствором аммиака при рН 7 и температуре 70 °С с последующим «старением» при указанных условиях в течение 3-5 ч., включающий стадию формования гранул гидроксида алюминия путем смешения одной части высушенного на распылительной сушилке осадка с двумя частями влажного осадка гидроксида при влажности формуемой пасты 58-66 % с последующими стадиями сушки и термической обработки. Получаемый оксид алюминия представляет собой γ-Al2O3, характеризующегося мономодальным распределением пор по размерам, величиной удельной поверхности, равной 340-370 м2/г, объемом пор - 0,82-1,09 см-/г, средний диаметр которых составляет 9,2-11 нм. Недостатком является то, что несмотря на высокие значения удельной поверхности, материал характеризуется только одним типом пор.
Наиболее близким является оксидный носитель, описанный в указанном патенте (патент РФ 2281164, B01J32/00, опубл. 10.08.2006). Носитель на металлической основе получают путем формирования металлического порошка, содержащего алюминий и другие порошкообразные компоненты, компоненты прокаливают при температуре спекания твердой фазы 1100 °С в течение 4 часов, полученную смесь подвергают мехактивации и помещают в пресс-форму, доступную для паров воды, и подвергают гидротермальной обработке, извлекают из пресс-формы сформованный продукт, который затем сушат и прокаливают. Недостатком метода является большое количество операций, в том числе энергетических затратных, таких как мехактивация и высокотемпературная обработка, а получаемый продукт характеризуется невысокими значениями удельной поверхности.
Технической задачей изобретения является создание технологически простого способа получения гранулированного оксида алюминия с бипористой структурой.
Цель достигается тем, что оксид алюминия получают путем интенсивного смешения псевдобемита, как предшественника оксида алюминия, с водой, содержащей небольшое количество азотной кислоты, а также с древесной мукой в количестве 2-8 масс.% от массы предшественника оксида алюминия, далее получаемая однородная пластичная масса подвергается формовке методом экструзии через фильеру диаметром 3 мм и термической обработке при 700 °С. В отличии от вышеуказанных примеров металлический алюминий не используется, соответственно исключается энергозатратная стадия гидротермальной обработки, протекающая при повышенных температурах и повышенном давлении и требующая использования специального автоклавного оборудования. Получаемый гранулированный оксид алюминия имеет удельную поверхность более 130 м2/г, объем пор более 0,45 см3/г, при этом оксид алюминия имеет два типа пор: размером 2-30 нм и размером от 30 нм до 5 мкм. Технический результат заключается в простом способе получения оксида алюминия с бипористой системой, пригодного для использования в сорбции, а также в качестве носителя для получения на его основе каталитических материалов.
Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. Для приготовления оксида алюминия смешивается в течение 30 минут 100 г всевдобемита, 2 г древесной муки, предварительной просеянной через сито 125 мкм, 20 г вода и 1 мл раствора азотной кислоты. Полученная вязкая смесь подвергается формовке методом экструзии с использованием фильеры диаметром 3 мм. Полученный жгут нарезается на цилиндрические гранулы длиной около 5 мм. Гранулы подвергаются сушке при 120 °С в течение 4 часов, а затем прокалке при 700 °С 4 часа. Полученный образец оксида алюминия характеризуется удельной поверхностью более 130 м2/г, объёмом пор более 0,45 см3/г, а также бипористой структурой, представленной порами размером 2-30 нм и от 30 нм до 5 мкм.
Пример 2. Аналогичен примеру 1. Отличие состоит в том, что используют 3 г древесной муки.
Пример 3. Аналогичен примеру 1. Отличие состоит в том, что используют 5 г древесной муки.
Пример 4. Аналогичен примеру 1. Отличие состоит в том, что используют 8 г древесной муки.
В таблице 1 представлены сравнительные характеристики образцов предложенного бипористого гранулированного оксида алюминия, а также образца Al2O3, полученного без использования добавки древесной муки, и образца прототипа. Из представленных данных видно, что образцы по примерам 1-4 характеризуются достаточно высокими значениями удельной поверхностью 133-150 м2/г, объемом пор 0,455-0,566 см3/г, наличием пор размером более 100 нм общим объёмом 0,108-0,218 см3/г. Гранулы оксида алюминия характеризуются прочностью на раздавливание 5,8-9,7 Мпа, что является достаточной для эксплуатации гранул в реакторах со стационарным слоем сорбента или катализатора. Образец Al2O3, полученный без использования добавки древесной муки, характеризуется сопоставимой величиной удельной поверхности, однако объем пор размером более 100 нм значительно ниже - 0,045 см3/г. Таким образом, получение бипористого оксида алюминия с характеристиками не ниже, чем у прототипа, достигается только при использовании добавки древесной муки.
Таблица 1. Характеристики образцов оксида алюминия
Образец | Добавка древесной муки, % мас. | Объем пор по данным ртутной порометрии, см3/г | Объем пор более 100 нм, см3/г | Удельная поверхность, м2/г | Прочность гранул на раздавливание, МПа |
Al2O3 | 0 | 0,403 | 0,045 | 148 | 11,4 |
Пример 1 | 2 | 0,463 | 0,108 | 135 | 9,7 |
Пример 2 | 3 | 0,455 | 0,124 | 150 | 6,4 |
Пример 3 | 5 | 0,504 | 0,155 | 137 | 5,8 |
Пример 4 | 8 | 0,566 | 0,218 | 133 | 6,3 |
Прототип | - | 0,26 | 0,081 | 1,8 | 5,8 |
Способ является технически простым, добавление древесной муки позволяет получить оксид алюминия с бипористой структурой, включающей поры размером 2-30 нм и размером от 30 нм до 5 мкм, но при этом не требует усложнения технологических операций или добавления новых операций.
Claims (1)
- Способ получения бипористого гранулированного оксида алюминия, отличающийся тем, что способ включает мокрое смешение предшественника оксида алюминия - псевдобемита с водой, содержащей азотную кислоту, с последующим получением однородной пластичной массы, формовкой методом экструзии и термической обработкой, на стадии смешения дополнительно вводится древесная мука в количестве 2-8 мас.% от массы предшественника оксида алюминия, и полученный оксид алюминия характеризуется удельной поверхностью более 130 м2/г, объёмом пор более 0,45 см3/г, а также бипористой структурой, представленной порами размером 2-30 нм и от 30 нм до 5 мкм.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2789338C1 true RU2789338C1 (ru) | 2023-02-01 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1457936A (en) * | 1974-08-15 | 1976-12-08 | Dronov A E | Catalysts |
RU2234460C1 (ru) * | 2003-05-15 | 2004-08-20 | Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН | Способ получения гидроксида алюминия псевдобемитной структуры и гамма-оксида алюминия на его основе |
RU2281164C1 (ru) * | 2005-07-29 | 2006-08-10 | Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук | Носитель катализатора на металлической основе (варианты) и способ его приготовления (варианты) |
RU2685263C1 (ru) * | 2018-07-30 | 2019-04-17 | Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор" | Носитель на основе оксида алюминия для катализаторов переработки углеводородного сырья и способ его приготовления |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1457936A (en) * | 1974-08-15 | 1976-12-08 | Dronov A E | Catalysts |
RU2234460C1 (ru) * | 2003-05-15 | 2004-08-20 | Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН | Способ получения гидроксида алюминия псевдобемитной структуры и гамма-оксида алюминия на его основе |
RU2281164C1 (ru) * | 2005-07-29 | 2006-08-10 | Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук | Носитель катализатора на металлической основе (варианты) и способ его приготовления (варианты) |
RU2685263C1 (ru) * | 2018-07-30 | 2019-04-17 | Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор" | Носитель на основе оксида алюминия для катализаторов переработки углеводородного сырья и способ его приготовления |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Марченко И.Н. Синтез и коллоидно-химические свойства гидрозолей бемита и смешанных дисперсий AlOOH-ZnO: Дисс. канд. техн. наук. М., 2017. - 114 с.. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102310000B (zh) | 一种氧化铝载体的制备方法 | |
KR20000006466A (ko) | 실리카를기재로한성형품 | |
US4579728A (en) | Wide pore alumina supports | |
US7351393B1 (en) | Star shaped alumina extrudates and catalyst based thereon | |
Absi-Halabi et al. | Effect of acidic and basic vapors on pore size distribution of alumina under hydrothermal conditions | |
RU2149137C1 (ru) | Способ непосредственного окисления соединений серы до серы с использованием катализатора на основе меди | |
US20220241755A1 (en) | Method for manufacturing a supported tantalum catalyst | |
CN113509948A (zh) | 一种氮掺杂介孔碳负载铂催化剂及其制备方法和应用 | |
RU2789338C1 (ru) | Способ получения бипористого гранулированного оксида алюминия | |
JPS6212614A (ja) | 大形孔隙を有するアルミナの製造方法 | |
US4045372A (en) | Control of physical properties of alumina extrudates | |
CN112794351B (zh) | 一种大孔活性氧化铝粉的制备方法 | |
RU2446878C1 (ru) | Катализатор, способ приготовления носителя, способ приготовления катализатора и способ окисления монооксида углерода | |
RU2622035C1 (ru) | Катализатор дегидрирования парафиновых углеводородов, способ его получения и способ дегидрирования углеводородов с использованием этого катализатора | |
EA029528B1 (ru) | Устойчивый к соединениям серы катализатор гидрирования ароматических соединений до насыщения и способ его изготовления | |
CN108033462B (zh) | 一种多级孔ltl分子筛及其合成方法和应用 | |
US3207703A (en) | Supported vanadium oxide catalysts and process for preparing same | |
CN114452966B (zh) | 一种大孔氧化铝的制备方法 | |
CN114644353B (zh) | 一种三维贯通大孔氧化铝的制备方法 | |
US3839230A (en) | Process for improving the active-alumina catalyst properties | |
JPS63123444A (ja) | ヒドロゲルから作成する水添処理触媒の製造方法および製造された触媒 | |
JP2620127B2 (ja) | シリカーアルミナ押出物 | |
CN107812542B (zh) | 一种α-氧化铝载体及其制备方法与应用 | |
CN111939884A (zh) | 一种α-氧化铝载体及其制备方法和银催化剂及应用 | |
CN112007625A (zh) | 一种α-氧化铝载体及制备方法和银催化剂与应用 |