SK282783B6

SK282783B6 - Spôsob prípravy časticovej kompozície

Info

Publication number: SK282783B6
Application number: SK732-96A
Authority: SK
Inventors: Gyanesh P. Khare; Donald R. Engelbert
Original assignee: Phillips Petroleum Company
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1996-06-06
Publication date: 2002-12-03
Also published as: CZ289503B6; DE69606800D1; YU35496A; EP0747120A2; RO113730B1; ATE189973T1; BG62277B1; HUP9601550A3; CZ164796A3; DK0747120T3; CN1147980A; SK73296A3; CN1064274C; ES2143107T3; CA2177769C; EP0747120B1; HU220106B; BG100650A; DE69606800T2; CA2177769A1

Abstract

Spôsob prípravy časticovej kompozície obsahujúcej hlinitan zinočnatý. Tento spôsob zahrnuje: (a) zavedenie zinkovej zložky, zložky oxidu hlinitého a dispergačnej zložky do vzájomného kontaktu za vzniku zmesi a potom následné (b) rozprašovacie sušenie uvedenej zmesi za vzniku častíc.ŕ

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu výroby časticovej kompozície, ktorá obsahuje hlinitan zinočnatý.

Doterajší stav techniky

Časticové kompozície sa používajú v reaktoroch s fluidným lôžkom, ktoré majú oproti reaktorom s fixným lôžkom určité výhody. Medzi týmito výhodami je možné uviesť napríklad lepší tepelný prenos a lepší tlakový spád. Veľkosť častíc uvedených časticových kompozícií sa zvyčajne pohybuje v rozsahu 1 pm až 1000 pm.

Patentová prihláška SU-A-1 510 914 opisuje granulky, ktoré sa pripravia zmiešaním oxidu zinočnatého a oxidu hlinitého s vodným roztokom amoniaku, granuláciou, vysušením a žíhaním. Patent US 4,263,020 opisuje v príklade 1 časticový materiál hlinitozinočnatého spinelu (ZnAl₂O₄), ktorý sa pripraví uvedením roztoku zinku a kyseliny sírovej do kontaktu s hlinitanom sodným, následným premytím a sušením rozprašovaním za vzniku častíc s mikrometrovou veľkosťou. Tieto častice sa následne spracujú do peliet a potom sa melú.

Ale používané časticové kompozície zvyčajne nemajú dostatočnú tepelnú stabilitu a dostatočnú odolnosť proti oderu pre všetky aplikácie.

Podstata vynálezu

Predmetom vynálezu je poskytnutie spôsobu prípravy časticovej kompozície, ktorá obsahuje hlinitan zinočnatý.

Ďalším predmetom vynálezu je poskytnutie spôsobu prípravy časticovej kompozície, ktorá má lepšiu tepelnú stabilitu a lepšiu odolnosť proti oderu a môže byť použitá pre celú škálu aplikácií.

Ďalším predmetom vynálezu je spôsob prípravy časticovej kompozície, ktorá obsahuje hlinitan zinočnatý. Tento postup zahrnuje: a) uvedenie zinkovej zložky, zložky oxidu hlinitého a dispergačnej zložky do vzájomného kontaktu s cieľom vytvoriť zmes a následné b) sušenie zmesi rozprašovaním za vzniku časticovej kompozície.

Zinkovú zložku zvyčajne predstavuje oxid zinočnatý. Napriek tomu, môžu ju predstavovať ľubovoľná zlúčenina zinku, ktorá sa zlúči s oxidom hlinitým za vzniku hlinitanu zinočnatého pri tu opísaných podmienkach prípravy. Medzi takéto zlúčeniny sa dá zaradiť napríklad sulfid zinočnatý, síran zinočnatý, hydroxid zinočnatý, uhličitan zinočnatý, octan zinočnatý, dusičnan zinočnatý, chlorid zinočnatý, bromid zinočnatý, jodid zinočnatý, oxychlorid zinočnatý a stearát zinočnatý. Takisto sa dajú použiť zmesi týchto zlúčenín. Použité množstvo zinkovej zložky sa pohybuje v rozmedzí približne od 5 do približne 75 hmotnostných percent, vztiahnuté na celkovú hmotnosť uvedených zložiek. Jednako len, je výhodné, ak sa množstvo zinkovej zložky pohybuje v rozmedzí približne od 15 do 60 hmotnostných percent a najvýhodnejšie je, ak sa pohybuje v rozmedzí približne od 25 do približne 45 hmotnostných percent.

Zložka oxid hlinitý môže byť ľubovoľný vhodný oxid hlinitý alebo hlinitokremičitan. Zložka oxid hlinitý by mala zreagovať so zinkovou zložkou pri tu opísaných podmienkach prípravy za vzniku hlinitanu zinočnatého. Medzi vhodné zložky oxid hlinitý sa dá zaradiť hydrátovaný oxid hlinitý a žíhaním hydrolyzovaný oxid hlinitý. Množstvo použitej zložky oxid hlinitý sa pohybuje v rozmedzí približne od 5 do približne 90 hmotnostných percent, vztiah nuté na celkovú hmotnosť uvedených zložiek. Jednako len, výhodné je, ak sa množstvo použitého oxidu hlinitého pohybuje v rozmedzí približne od 225 do približne 75 hmotnostných percent a najvýhodnejšie je, ak sa toto množstvo pohybuje v rozmedzí približne od 40 do približne 65 hmotnostných percent.

Dispergačná zložka môže byť ľubovoľná vhodná zlúčenina, ktorá pomáha tomu, aby mohla byť uvedená zmes sušená rozprašovaním. Úlohou týchto zložiek je v podstate zabrániť, aby sa pevné častice v tekutom médiu ukladali, vyzrážali, usadzovali, zhlukovali a spekali. Medzi vhodné dispergačné činidlá patria napríklad kondenzované fosfáty a sulfónované polyméry. Výraz kondenzované fosfáty označuje ľubovoľný dehydratovaný fosfát, v ktorom je pomer H₂O : P₂O₅ menší ako približne 3:1. Špecifickým príkladom vodných dispergačných činidiel je napríklad pyrofosforečnan sodný, metafosforečnan sodný a polymér sulfónovaného styrénu a anhydridu kyseliny maleínovej. Množstvo použitej zložky sa pohybuje v rozmedzí približne od 0,01 do približne 10 hmotnostných percent, vztiahnuté na celkovú hmotnosť uvedených zložiek. Ale je výhodné, ak toto množstvo leží v rozsahu približne od 0,1 do približne 8 hmotnostných percent a najvýhodnejšie v rozmedzí približne od 1 do približne 3 hmotnostných percent.

Vo výhodnej realizácii vynálezu sa použije takisto spojivová zložka. Táto spojivová zložka môže byť ľubovoľná vhodná zlúčenina, ktorá má podobné vlastnosti ako cement alebo íl, t. j. zlúčeniny, ktoré môžu držať uvedenú časticovú kompozíciu spolu. Medzi vhodné spojivové zložky sa dajú zaradiť napríklad cementy, najmä sadrová omietka, obyčajné vápno, hydraulické vápno, prírodné cementy, portlandské cementy a cementy s vysokým obsahom oxidu hlinitého a íly, najmä atapulgit, bentonit, haylloyzit, hektorit, kaolinit, montinorilanit, pyrofylit, sepiolit, mastenec a vermikulit. Osobitne výhodná spojivová zložka je hlinitovápcnatý cement. Množstvo použitej spojivovej zložky leží v rozmedzí približne od 0,1 do približne 30 hmotnostných percent, vztiahnuté na celkovú hmotnosť uvedených zložiek. Jednako len, je výhodné, ak toto množstvo leží v rozsahu približne od 1 do približne 20 hmotnostných percent a najvýhodnejšie v rozmedzí približne od 5 do približne 15 hmotnostných percent.

V ďalšej výhodnej realizácii vynálezu sa použila kyselinová zložka. Táto kyselinová zložka môže byť ľubovoľná vhodná zlúčenina, ktorá pomáha vzniku hlinitanu zinočnatého zo zinkovej zložky a zložky oxidu hlinitého. Kyselinová zložka môže byť všeobecne organická alebo minerálna kyselina. Ak je kyselinová zložka organická zlúčenina, je výhodné, ak ide o karboxylovú kyselinu. Ak je kyselinová zložka minerálna kyselina, potom je výhodné, ak sa zvolí zo skupiny zahrnujúcej kyselinu dusičnú, kyselinu fosforečnú a kyselinu sírovú. Takisto sa dá použiť zmes týchto kyselín. Uvedená kyselina sa zvyčajne používa vo forme riedeného vodného roztoku. Množstvo kyseliny v kyslinovej zložke sa pohybuje v rozmedzí približne od 0,01 do približne 20 objemových percent, vztiahnuté na celkový objem kyselinovej zložky. Ale je výhodné, ak sa toto množstvo pohybuje v rozmedzí od približne 0,1 do približne 10 objemových percent a najvýhodnejšie je rozmedzie približne od 1 do približne 5 objemových percent. Množstvo použitej kyselinovej zložky je zvyčajne vztiahnuté na množstvo suchých zložiek. To znamená, že pomer všetkých suchých zložiek (v gramoch) k uvedenej kyselinovej zložke (v mililitroch) by mal byť menší ako približne 1,75 : 1. Ale výhodné je, ak je tento pomer menší ako 1,25 : 1 a najvýhodnejšie je, ak je tento pomer menší ako približne 0,75 : 1. Tieto pomery pomôžu, aby sa vytvorila zmes, kto rá môže byť kvapalinový roztok, suspenzia alebo pasta, ktorá je schopná sa rozptýliť v tekutine podobne ako sprej.

Uvedená zinková zložka, zložka oxid hlinitý a dispergačná zložka sa môžu uviesť do vzájomné kontaktu pomocou ľubovoľného v danom obore známeho spôsobu, ktorý povedie k vzniku zmesi, ktorá má formu kvapalinového roztoku, suspenzie alebo pasty, ktorá je schopná sa rozptýliť v tekutine, podobne ako sprej, ak je zinková zložka, zložka oxid hlinitý a dispergačná zložka vo forme pevnej látky, potom by mali byť tieto zložky uvedené do vzájomného kontaktu v tekutom médiu za vzniku zmesi, ktorá má formu kvapalinového roztoku, suspenzie alebo pasty, ktorá je schopná rozptýliť sa v tekutine, podobne ako sprej. V ďalšej realizácii môže byť zinková zložka a zložka oxid hlinitý uvedené do vzájomné kontaktu za vzniku kompozície obsahujúcej hlinitan zinočnatý a táto kompozícia hlinitanu zinočnatého sa potom uvedie do kontaktu s dispergačným činidlom. Vhodné prostriedky na uvedenie zložiek do vzájomné kontaktu sú prostriedky v danom obore všeobecne známe, ako napríklad bubny, stacionárne vane, nárazové mixéry a pod. Ak to je žiaduce, môže sa spojivová zložka uviesť do kontaktu s ďalšími zložkami za vzniku kompozície, ktorá bude mať okrem iného aj zlepšenú odolnosť proti odrcniu. Tieto zložky sa zvyčajne po uvedení do kontaktu s cieľom vytvorenia zmesi, uvedú do kontaktu s kyselinovou zložkou. Ale uvedené suché zložky a uvedené kyselinové zložky sa dajú uviesť do vzájomné kontaktu súčasne alebo oddelene. Pomer všetkých suchách zložiek (v gramoch) a uvedených zložiek, ktoré sú v tekutej forme (v mililitroch) by mal byť menší ako približne 1,75 : 1. Aleje výhodné, ak je tento pomer menší ako 1,25 : la najvýhodnejšie je, ak je tento pomer menší ako približne 0,75 : 1. Tieto pomery pomôžu, aby sa vytvorila zmes, ktorá môže byť vo forme kvapalinového roztoku, suspenzie alebo pasty, ktorá je schopná sa rozptýliť v tekutine podobne ako sprej.

Potom, ako sú uvedené zložky uvedené do vzájomného kontaktu s cieľom vytvoriť zmes, podrobia sa rozprašovaciemu sušeniu s cieľom vytvoriť častice majúce veľkosť približne od 1 do 1 000 mikrometrov. Rozstrekovacie sušenie je v danom odbore známe a podrobnejšie je opísané napríklad v šiestom vydaní PERRY'S CHEM1CAL ENGINEERS¹ HANDBOOK publikovanom McGraw-Hill, Inc. na str. 20 - 54 až 20 - 58. Ďalšie informácie sa dajú získať najmä z publikácie HANDBOOK OF INDUSTRIAL DRYING, publikovanej Marcel Dekker, Inc. na str. 243 až 293. Takto pripravené časticové kompozície môžu mať veľkosť približne od 10 do 1 000 mikrometrov. Ale je výhodné, ak sa bude veľkosť častíc týchto kompozícií pohybovať v rozmedzí približne od 30 do 30 a najvýhodnejšie približne od 50 do 100 mikrometrov.

Vysušená časticová kompozícia sa môže kalcinovať za vzniku kalcinovanej časticovej kompozície. Kalcinácia sa dá uskutočňovať pri ľubovoľných vhodných podmienkach, ktoré umožnia odstrániť zvyškovú vodu, zoxidovať všetky horľavé zložky a/alebo vytvoriť zložku na báze oxidu kovu. Vysušená kompozícia sa potom kalcinujc v prostredí obsahujúcom kyslík. Zvyčajne sa teplota, pri ktorej sa kalcinácia uskutočňuje, pohybuje približne v rozmedzí od 300 do 1300 °C. Jednako len, je výhodné, ak sa táto teplota bude pohybovať v rozmedzí približne od 450 °C do približne 1100 °C. Kalcinácia sa môže uskutočňovať počas približne 0,5 až 12 hodín.

Niekedy je žiaduce zahrnovať do kompozície zložku na báze oxidu kovu. Tieto zložky na báze oxidu kovu môžu zlepšiť fyzikálne a chemické vlastnosti uvedenej časticovej kompozície. Tieto zložky na báze kovu môžu napríklad zlepšiť schopnosť časticovej kompozície hydrogenizovať oxid síry na sírovodík. Okrem toho môžu tieto zložky zlepšovať schopnosť časticovej kompozície regenerovať sa po tom, ako sa stane vyčerpanou (zaťaženou sírou) v procese odstraňovania síry. Medzi vhodné zložky na báze oxidu kovu sa dá zaradiť napríklad oxid železa, oxid kobaltu, oxid niklu, oxid ruténia, oxid rodia, oxid paládia, oxid osmia, oxid irídia a oxid platiny. Množstvo zložky na báze oxidu kovu v časticovej kompozícii sa pohybuje v rozmedzí približne od 0,01 do 20 hmotnostných percent, vztiahnuté na hmotnosť časticovej kompozície. Jednako len, je najvýhodnejšie, ak sa množstvo tejto zložky pohybuje v rozmedzí od približne 0,1 do približne 15 hmotnostných percent a najvýhodnejšie je, ak sa pohybuje približne v rozmedzí od 1 do 10 hmotnostných percent.

Zložka na báze oxidu kovu sa môže pridať k časticovej kompozícii vo forme elementárneho kovu, oxidu kovu a/alebo zlúčenín obsahujúcich kov, ktoré môžu byť pri tu opísaných podmienkach kalcinácie prevedené na oxidy kovov. Medzi takéto zlúčeniny obsahujúce kovy sa dajú napríklad zaradiť octany kovov, uhličitany kovov, dusičnany kovov, sírany kovov, tiosírany kovov a zmesi týchto ľubovoľných dvoch alebo viacerých zlúčenín.

Elementárny kov, oxid kovu a/alebo zlúčenina obsahujúca kov sa dá k uvedenej časticovej kompozícii pridať pomocou ľubovoľného v danom odbore známeho spôsobu. Jedným z týchto spôsobov je impregnovanie časticovej kompozície roztokom, buď vodným ,alebo organickým, ktorý obsahuje elementárny kov, oxid kovu a/alebo zlúčeniny obsahujúce kov. Po pridaní elementárneho kovu, oxidu kovu a/alebo zlúčenín obsahujúcich kov k uvedenej časticovej kompozícii, sa táto kompozícia suší a kalcinuje pomocou opísaného spôsobu.

Elementárny kov, oxid kovu a/alebo zlúčeniny obsahujúce kov môžu byť k časticovej kompozícii pridané ako zložky pôvodnej zmesi, alebo k nej môžu byť pridané po jej vysušení a kalcinácii. Ak sú tieto zložky pridané k časticovej kompozícii po jej vysušení a kalcinácii, potom je potrebné túto kompozíciu po pridaní týchto zložiek opäť vysušiť a kalcinovať. Týmito zložkami vybavená kompozícia sa výhodne suší pri teplotách pohybujúcich sa v rozmedzí približne od 50 °C do približne 300 °C, ale výhodnejšie sa pohybujú tieto teploty v rozmedzí približne od 100 °C do približne 250 °C, približne počas 0,5-hodiny až 8 hodín, výhodnejšie počas približne 1 hodiny až 5 hodín. Vysušená promótormi vybavená kompozícia sa potom kalcinuje v prítomnosti kyslíka alebo plynu obsahujúceho kyslík pri teplote približne 300 °C až 800 °C, výhodnejšie pri teplote približne 450 °C až 750 °C, dokiaľ sa neodstránia všetky prchavé zložky a dokiaľ sa aspoň časť elementárneho kovu a/alebo zlúčenín obsahujúcich kovy neprevedie na oxid kovu. Čas, ktorý vyžaduje kalcinačný krok sa pohybuje v rozmedzí približne od 0,5-hodiny do 4 hodín výhodne približne v rozmedzí od 1 hodiny do 3 hodín.

Časticové kompozície podľa vynálezu sa môžu použiť v širokom rozsahu aplikácií. Napríklad sa môžu použiť ako zložky sorbentov na báze oxidu zinočnatého v procesoch odstraňovania síry, v ktorých sa uvedená časticová kompozícia uvedie do styku s privádzaným prúdom plynu, ktorý obsahuje síru a potom sa táto kompozícia vystaví pôsobeniu kyslíka alebo vzduchu obsahujúceho kyslík s cieľom jej regenerácie. Spôsoby odstraňovania síry sú opísané napríklad v patentoch US 4 990 318, 5 077 261, 5 102 854, 5 108 975, 5 130 288, 5 174 919, 5 219 542, 5 244 641, 5 248 481 a 5 281 445.

Okrem toho sa tieto časticové kompozície môžu použiť ako zložky katalyzátorov, ktoré sa používajú: (1) pri dehydrogenizácii alkánov, (2) pri príprave olefmov a diolefinov, (3) pri hydrogenizácii alkénov a alkínov v prúdoch uhľovodíkov, (4) pri dehydrocyklizácii parafínov na aromatické uhľovodíky. Takisto sa môžu použiť ako zložky zlúčenín používaných na spracovanie odpadových vôd a čistení odpadových plynov, napríklad na odstraňovanie oxidov dusíka, sírovodíka a hydridov z rafinérie a chemických procesov.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Je potrebné uviesť, že nasledujúce príklady realizácie majú len ilustratívny charakter a v žiadnom ohľade neobmedzujú rozsah vynálezu, ktorý je vymedzený priloženými patentovými nárokmi.

Príklad 1

Tento príklad demonštruje spôsob prípravy častíc hlinitanu zinočnatého podľa vynálezu. Takisto demonštruje prípravu zmesí, ktoré môžu byť sušené rozprašovaním za vzniku týchto častíc hlinitanu zinočnatého.

Časť A

120 gramov oxidu zinočnatého, 188 gramov oxidu hlinitého Vistal Dispal, 30 gramov hlinitovápenatého cementu Secar 71, 3,42 gramov pyrofosforečnanu sodného a 4,0 gramy oxidu cínatého sa zmiešalo pomocou suchého spôsobu. Táto suchá zmes sa pomaly a pri stálom miešaní pridala do 500 mililitrov 2,0-percentného (objemovo) vodného roztoku kyseliny octovej. Výsledná suspenzná zmes sa miešala ďalších 20 minút a potom sa prefiltrovala cez sito s veľkosťou ôk 250 pm. Takto prefiltrovaná suspenzná zmes sa vysušila rozprašovaním použitím rozprašovacieho sušiča Yamato Model DL-41 pri tomto nastavení:

Teplota na vstupe 220°C

Teplota na výstupe 120°C

Nastavená teplota 300°C

Prívodné čerpadlo2,5

Rozprašovací vzduch0,6

Odťahový vzduch 0,8 (otáčkomer)

Ihlový klopáč1,0

Dýza SU-2A

Mikroguľôčky vzniknutý v dôsledku rozprašovacieho sušenia sa kalcinovali pri teplote 843 °C počas 5 hodín, pri-
čom uvedená teplota stúpala z	izbovej teploty približne o
3 °C za minútu. Kalcinovaný materiál mal tieto vlastnosti:
Distribúciu veľkosti častíc
um	Hmotnosť %
+125	0,1
+53	53,2
+45	13,1
+38	18,6
-38	15,1

Sypnú mernú hmotnosť: 1,0 g/cm³ (určené na frakciách +270 a +325 mesh, ktoré sa získali zlúčením a preosiatím produktov z niekoľkých cyklov podobných opísaným cyklom).

Testovala sa odolnosť proti odreniu tak uvedeného kalcinovaného materiálu, ako aj kontrolného materiálu (Davison GXP-5, komerčný fluidný krakovací katalyzátor použitý v naftovom krakovacom stroji) použitím postupu podobného, aký je opísaný v patente US 4 010 116. Vzorka materiálu podľa vynálezu sa získala z frakcie +53 pm zlúčenín a preosiatím produktov z niekoľkých cyklov podobných opísaným cyklom. Táto frakcia +53 pm sa preosiala na sitách -180 a+63 pm a 50 gramov výsledného materiálu sa použilo na oderový test. Dĺžka oderového testu bola 5 hodín. Percentné odrenie reprezentuje množstvo materiálových strát v dôsledku odrenia na konci párhodinových testov.

Percentné odrenie

Materiál podľa vynálezu 7,66

Kontrolný katalyzátor 4,59

Časť B

120 gramov oxidu zinočnatého, 188 gramov oxidu hlinitého Vistal Dispal, 30 gramov hlinitovápenatého cementu Secar 71, 3,42 gramov metafosforečnanu sodného a 4,0 gramy oxidu cínatého sa zmiešalo pomocou suchého spôsobu. Táto suchá zmes sa pomaly a pri stálom miešaní pridala do 500 mililitrov 2,0-percentného (objemovo) vodného roztoku kyseliny octovej. Výsledná suspenzná zmes sa miešala ďalších 30 minút a potom sa prefiltrovala cez sito s veľkosťou ôk 250 pm. Prefiltrovaná suspenzná zmes bola ľahko zgelovatelá, ale bolo možné ju ľahko liať a čerpať. Takto prefiltrovaná suspenzná zmes sa vysušila rozprašovaním použitím rozprašovacieho sušiča Yamato Model DL-41 pri nastavení zhodnom s nastavením v časti A s výnimkou toho, že sa namiesto dýzy SU-2A použila dýza SU-2. Mikroguľôčky vzniknuté v dôsledku rozprašovacieho sušenia sa kalcinovali pri teplote 835 °C počas 5 hodín, pričom uvedená teplota stúpala z izbovej teploty približne o 3 °C za minútu. Sieťová analýza kalcinovaného materiálu ukázala túto distribúciu častíc:

pm +125 +53 +45 +38

Hmotnosť %

2,1

33.1

24.1

18,0

22,7

Časť C

120 gramov oxidu zinočnatého, 188 gramov oxidu hlinitého Vistal Dispal, 30 gramov hlinitovápenatého cementu Secar 71, 3,42 gramov sulfónovaného styrénu a anhydridu kyseliny maleínovej a 4,0 gramy oxidu cínatého sa zmiešalo pomocou suchého spôsobu. Táto suchá zmes sa pomaly a pri stálom miešaní pridala do 500 mililitrov 2,0-percentného (objemovo) vodného roztoku kyseliny octovej. Výsledná suspenzná zmes sa miešala ďalších 30 minút. V tomto okamihu mala uvedená suspenzia ešte veľmi nízku viskozitu a nejavila príznaky zgelovatenia. Potom sa prefiltrovala cez sito s veľkosťou ôk 250 pm a vysušila rozprašovaním použitím rovnakého vybavenia a rovnakého nastavenia ako v uvedenej časti B. Mikroguľôčky vzniknuté v dôsledku rozprašovacieho sušenia sa kalcinovali pri teplote 835 °C počas 5 hodín, pričom uvedená teplota stúpala z izbovej teploty približne o 3 °C za minútu. Sieťová analýza kalcinovaného materiálu ukázala túto distribúciu častíc:

um	Hmotnosť %
+125	16,2
+53	27,4
+45	8,8
+38	13,7
-38	33,9

Porovnávací príklad 1

Tento príklad demonštruje dôležitú úlohu dispergačnej zložky vo vynáleze. Teraz bude opísaných päť neúspešných pokusov o prípravu zmesí vhodných na rozprašovacie sušenie, v ktorých bol pyrofosforečnan sodný z časti A príkladu 1 nahradený inými materiálmi.

Časť A

120 gramov oxidu zinočnatého, 188 gramov oxidu hlinitého Vistal Dispal, 30 gramov hlinitovápenatého cementu Secar 71 a 4,0 gramy oxidu cínatého sa zmiešalo pomocou suchého spôsobu. Táto suchá zmes sa pomaly a pri stálom miešaní pridala do 500 mililitrov 2,0-percentného (objemovo) vodného roztoku kyseliny octovej. Do tejto zmesi sa potom pridalo 3,42 gramov kremičitanu sodného. V miešaní sa pokračovalo ďalších 5 minút a potom už bola zmes zgelovatelá a príliš tuhá na to, aby mohla byť čerpaná s cieľom rozprašovacieho sušenia.

Časť B

120 gramov oxidu zinočnatého, 188 gramov oxidu hlinitého Vistal Dispal, 30 gramov hlinitovápenatého cementu Secar 71,3,42 gramov poly(akrylovej kyseliny) (molekulová hmotnosť 200 000 - 450 000) a 4,0 gramy oxidu cínatého sa zmiešalo pomocou suchého spôsobu. Táto suchá zmes sa pomaly a pri stálom miešaní pridala do 500 mililitrov 2,0-percentného (objemovo) vodného roztoku kyseliny octovej. Počas pridávania uvedená zmes začala gelovatieť. Po pridaní celého objemu práškovej zmesi do kyseliny octovej (približne po 5 minútach) už bola zmes príliš hustá na to, aby mohla byť čerpaná s cieľom rozprašovacieho sušenia.

Časť C

120 gramov oxidu zinočnatého, 188 gramov oxidu hlinitého Vistal Dispal, 30 gramov hlinitovápenatého cementu Secar 71, 3,42 gramov poly(akrylovej kyseliny) (molekulová hmotnosť 200 000 - 450 000) a 4,0 gramy oxidu cínatého sa zmiešalo pomocou suchého spôsobu. Táto suchá zmes sa pomaly a pri stálom miešaní pridala do 500 mililitrov 2,0-percentného (objemovo) vodného roztoku kyseliny octovej. Zmes zgelovatela do tej miery, že bola príliš hustá na to, aby mohla byť čerpaná s cieľom rozprašovacieho sušenia.

Časť D

120 gramov oxidu zinočnatého, 188 gramov oxidu hlinitého Vistal Dispal, 30 gramov hlinitovápenatého cementu Secar 71, a 4,0 gramy oxidu cínatého sa zmiešalo pomocou suchého spôsobu. Oddelene sa zmiešalo 3,42 gramov 65 percentného (hmotnostného) vodného roztokov poly(akrylovej kyseliny) (molekulová hmotnosť 2 000) s 500 mililitrami destilovanej vody. Roztok mal slabokyslú pH hodnotu (zistené pomocou pH papierikov). Pred ukončením pridania suchej zmesi uvedená kvapalina zgelovatela do tej miery, že bola príliš hustá na to, aby mohla byť čerpaná s cieľom rozprašovacieho sušenia.

Časť E

120 gramov oxidu zinočnatého, 188 gramov oxidu hlinitého Vistal Dispal, 30 gramov hlinitovápenatého cementu Secar 71 a 4,0 gramy oxidu cínatého sa zmiešalo pomocou suchého spôsobu. Oddelene sa zmiešalo 3,42 gramov 65 percentného (hmotnostného) vodného roztokov poly(akrylovej kyseliny) (molekulová hmotnosť 2 000) s 500 mililitrami destilovanej vody a 0,50 gramu hydroxidu sodného. Roztok mal slabozásaditú pH hodnotu (zistené pomocou pH papierikov). Pred ukončením pridania suchej zmesi uvedená kvapalina zgelovatela do tej miery, že bola príliš hustá na to, aby mohla byť čerpaná s cieľom rozprašovacieho sušenia.

Porovnávací príklad 2

Tento príklad takisto demonštruje dôležitú úlohu dispergačnej zložky vo vynáleze. Teraz cyklus ukazuje, že cez pridania dispergačnej zložky vznikne zmes, ktorá nie je schopná dispergovať sa v tekutine ako sprej.

gramov oxidu zinočnatého, 94 gramov oxidu hlinitého Vistal Dispal, 15 gramov hlinitovápenatého cementu Secar 71 a 2,0 gramy oxidu cínatého sa zmiešalo pomocou suchého spôsobu. Táto suchá zmes sa pomaly a pri stálom miešaní pridala do 500 mililitrov 2,0-percentného (objemovo) vodného roztoku kyseliny octovej. Pri miešaní zmes zgelovatela do tej miery, že bola príliš hustá na to, aby mohla byt naberaná lyžičkou. Uskutočnil sa pokus o sušenie rozprašovaním, no napriek tomu uvedená dýzy sa takmer okamžite upchala.

Príklad 2

Tento príklad demonštruje použite častíc hlinitanu zinočnatého pri príprave sorbentu na báze oxidu zinočnatého.

gramov častíc hlinitanu zinočtaného pripravených v časti A príkladu 1 sa postrekom impregnovalo roztokom 46 gramov hexahydrátu dusičnanu zinočnatého rozpusteného v 7 gramoch teplej deionizovanej vody. Impregnovaným granulám sa najprv osušil povrch pomocou teplometu a potom sa tieto granuly kalcinovali pri teplote 450 °C počas jednej hodiny. Sorbent tohto príkladu sa ďalej pripravil opakovanou realizáciou opísaného impregnačného/sušiaceho/kalcinačného kroku.

Potom sa 37 gramov uvedeného impregnovaného materiálu impregnovalo roztokom 10,69 gramov hexahydrátu nikelnatého v 7,86 gramoch deionizovanej vody. Tento materiál sa potom sušil akalcinoval pri teplote 635 °C počas jednej hodiny pri raste teploty z izbovej teploty o 5 °C za minútu.

Testovalo sa sírne zaťaženie tohto niklom impregnovaného materiálu. Test sa uskutočňoval v jednotke zahrnujúcej kremenný reaktor s 20 mm vonkajším priemerom a 2 mm sodnou termoelektrického článku. Reaktor pracoval v režime pevného lôžka a prúdenia smerom hore. Na test sa použilo 10 gramov sorbentu. Sorbent sa ohrial na teplotu 538 °C v prúde dusíka. Hneď ako sa dosiahla požadovaná teplota, bol prúd dusíka nahradený prúdom simulujúcim prevádzkový plyn obsahujúci 4,2 objemových percent sírovodíka, 40,0 objemových percent oxidu uhličitého a 55,8 objemových percent dusíka. Hodinová prietoková rýchlosť plynu bola 1 450 cm³/cm³ sorbentu/hodinu. Sírové zaťaženie sa monitorovalo meraním koncentrácie sírovodíka v prúde opúšťajúcom reaktor použitím monitoru Generál Monitora, vhodného na meranie dosiahnutých rozmedzí koncentrácií sírovodíka. Po tom, ako bol uvedený sorbent úplne zaťažený, čo je evidentné zo sírovodíkového prielomu v meraných hodnotách, sa prúd simulujúci prevádzkový plyn zastavil a reaktor sa premýval 45 minút dusíkom, zatiaľ čo bol ohrievaný na regeneračnú teplotu 593 °C. Zaťažený sorbent sa regeneroval v prúde vzduchu s prietokom 200 cm³/minútu počas približne 5 hodín. Potom sa reaktor premýval dusíkom počas 40 minút, kedy sa ochladzoval na teplotu 538 °C. Potom sa prúd dusíka zastavil, začal sa nový absorpčný cyklus. Tento proces sa opakoval pre požadovaný počet cyklov. Výsledky testov sú vynesené v uvedenej tabuľke I.

Tabuľka I

Teplota °C Cyklua Sírne zaťaženie % 1‘

5 38	1	> 9
538	2	6,9
538	3	8,0
5.18	4	S.4

SK 282783 Β6 * hmotnostné percentá síry v absorbente pri sírovodíkovom prielome.

Výsledky v tabuľke I ukazujú, že sorbent vyrobený použitím častíc hlinitanu zinočnatého podľa vynálezu je veľmi účinný pri odstraňovaní síry z plynov.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Spôsob výroby časticovej kompozície, ktorá obsahuje hlinitan zinočnatý, vyznačujúci sa tým, že zahrnuje (a) uvedenie zinkovej zložky, zložky oxidu hlinitého a dispergačnej zložky do vzájomného kontaktu za vzniku zmesi; a následné (b) sušenie rozprašovaním zmesi za vzniku uvedenej časticovej kompozície.
2. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že zahrnuje v kroku (a) uvedenie zinkovej zložky, zložky oxidu hlinitého a dispergačnej zložky ďalej do kontaktu so spojivovou zložkou a/alebo kyselinovou zložkou za vzniku uvedenej zmesi.
3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa t ý m , že sa zinková zložka zvolí zo skupiny zahrnujúcej sulfid zinočnatý, síran zinočnatý, hydroxid zinočnatý, uhličitan zinočnatý, octan zinočnatý, dusičnan zinočnatý, chlorid zinočnatý, bromid zinočnatý, jodid zinočnatý, oxychlorid zinočnatý, stearát zinočnatý a ich zmesi.
4. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 3, v y značujúci sa tým, že sa použije 15 % hmotn. až 60 % hmotn. zinkovej zložky, vztiahnuté na celkovú hmotnosť uvedených zložiek.
5. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že zložka oxidu hlinitého zahrnuje oxid hlinitý.
6. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že sa použije 30 % hmotn. až 75 % hmotn. zložky oxidu hlinitého, vztiahnuté na celkovú hmotnosť uvedených zložiek.
7. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že sa dispergačná zložka zvolí zo skupiny zahrnujúcej kondenzované fosfáty, sulfónované polyméry a ich zmesi.
8. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že sa použije 0,1 % hmotn. až 8 % hmotn. dispergačnej zložky, vztiahnuté na celkovú hmotnosti uvedených zložiek.
9. Spôsob podľa niektorého z nárokov 2 až 8, v y značujúci sa tým, že sa spojivová zložka zvolí zo skupiny zahrnujúcej sadrovú omietku, obyčajné vápno, hydraulické vápno, prírodné cementy, portlandskc cementy a cementy s vysokým obsahom oxidu hlinitého, atapulgit, bentonit, halloyzit, hektorit, kaolinit, montmorilonit, pyrofylit, sepiolit, mastenec, vermikulit a ich zmesi.
10. Spôsob podľa niektorého z nárokov 2 až 9, v y značujúci sa tým, že sa použije 1 % hmotn. až 20 % hmotn. spojivovej zložky, vztiahnuté na celkovú hmotnosť uvedených zložiek.
11. Spôsob podľa niektorého z nárokov 2 až 10, v y značujúci sa tým, že sa kyselinová zložka zvolí zo skupiny zahrnujúcej kyselinu karboxylovú, kyselinu dusičnú, kyselinu fosforečnú, kyselinu sírovú a ich zmesi.
12. Spôsob podľa niektorého z nárokov 2 až 11, v y značujúci sa tým, že sa množstvo kyseliny v kyselinovej zložke pohybuje v rozmedzí od 0,1 % obj. do 10 % obj., vztiahnuté na celkovú hmotnosť kyselinovej zložky.