<<
>>

2.2. Методы формования катализаторов

  Производство катализаторов, адсорбентов и глиноземных носителей

нужных размеров, формы, вида и прочности, диктуемых требованиями ката-

литических процессов, где их применяют, осуществляется несколькими мето-

дами формования.

В основном - это методы дискового гранулирования, экс-

трузии и формования в масле.

Формование на диске представляет собой агломерацию в форме шари-

ков после увлажнения порошка. Эту операцию проводят с использованием

гранулятора, который вращается вокруг наклонной оси. Качество грануляции,

а также свойства полученных гранул оксида алюминия зависят от большого

числа факторов: физико-химических характеристик порошка глинозема, под-

вергаемого агломерации, скорости подачи порошка, зерен, воды, типа и коли-

чества связующего, скорости вращения и угла наклона гранулятора, располо-

жения устройств подачи порошка и воды.

Метод дискового гранулирования предпочтителен для агломерации ок-

сида алюминия, полученного быстрым прокаливанием. В самом деле, высокая

скорость регидрации и кристаллизации этого оксида обеспечивает немедлен-

ное, непосредственно в момент грануляции, образование, как в случае цемен-

та, очень дисперсного гидрата оксида алюминия. Получающиеся гранулы об-

ладают значительной прочностью, которая на последующей стадии еще уве-

личивается.

Экструзию чаще всего применяют для формования алюмогелей, а также

для получения носителей катализаторов гидроочистки в процессах нефтепе-

реработки. Этот способ формования имеет, как правило, две стадии: стадию

замешивания глиноземного состава и стадию экструзии. Условия замешива-

ния и экструзии оказывают большое влияние на текстурные и механические

характеристики прокаленных экструдатов. Некоторые параметры, например,

отношение глинозем:вода, количество пептизирующего агента, время пере-

мешивания и тип смесителя для получения требуемых характеристик должны

иметь некоторые оптимальные значения [66-68].

Принцип производства гранулированного глинозема с использованием

метода формования в масле, называемого чаще масляно-капельным, состоит в

создании с помощью распылителя капель водного золя глинозема. Эти капли

падают в колонну, наполненную растворителем (масло), который не смешива-

ется с водой. Поверхностное натяжение, создаваемое в этой колонне на каплях

золя, приводит к образованию идеально сферических частицы, которые под-

вергают нейтрализации и, в случае необходимости, кристаллизации, а затем

сушке и прокаливанию.

Этот метод формования включает несколько процессов, различающихся

либо природой исходного золя, либо способом отверждения гранул глинозе-

ма. Первый тип процессов состоит, например, в получении капель аморфного

золя основного хлорида алюминия и гексаметилентетраамина. Под действием

температуры масляной колонны (~ 90°С) гексаметилентетраамин разлагается

на формальдегид и аммиак. Последний нейтрализует основную соль алюми-

ния и вызывает гелеобразование. Образующийся продукт кристаллизуют, су-

шат и прокаливают [69]. Второй тип процессов основан на том, что капли золя

кристаллического глинозема падают в колонну с масляно-аммиачной смесью,

используемой для отверждения внешней поверхности капель перед их окон-

чательной коагуляцией во второй колонне, содержащей аммиачный раствор

[70]. Третий тип процесса основан на получении капель золя кристаллическо-

го глинозема, содержащего органический мономер, который способствует от-

верждению гранул глинозема в колонне с горячим маслом за счет процесса

полимеризации мономера [71].

Три описанных метода формования различаются концентрацией оксида

алюминия в образующейся системе "оксид алюминия - вода". Массовое со-

держание оксида алюминия, составляющее ~ 60% в случае дискового формо-

вания, уменьшается приблизительно до 45% в случае экструзии и до 25% при

масляном формовании.

Масляно-капельный процесс коагуляции кристалличе-

ского глинозема приводит к образованию порошка, который уже имеет нуж-

ные для конечного использования характеристики. Масляно-капельный спо-

соб при желатинизации-кристаллизации основных солей алюминия представ-

ляет собой процесс, в котором формование предшествует стадии окончатель-

ной кристаллизации оксида алюминия.

Что касается характеристик и стоимости гранулированного глинозема,

главное достоинство дискового формования заключается в его более высокой

производительности, а следовательно, в относительно низкой стоимости гра-

нул. Недостатком этого метода, однако, является то, что образуются гранулы

оксида алюминия разных размеров и требуется последующее их просеивание.

Экструзия хорошо подходит для производства носителей, к которым не

предъявляется высоких требований в отношении устойчивости к действию

потока или истиранию. Преимущество масляно-капельного метода в образо-

вании очень симметричных шариков одинакового размера.

В нашей работе мы использовали второй тип масляно-капельного мето-

да формования оксида алюминия, так как он дает возможность формовать

гель с содержанием оксида алюминия около 25% и после темообработки по-

лучать катализатор с такими характеристиками, которые необходимы для ве-

дения процесса синтеза меламина.

<< | >>
Источник: МОИСЕЕВА ИРИНА ДМИТРИЕВНА. РАЗРАБОТКА КАТАЛИЗАТОРА И ТЕХНОЛОГИИ СИНТЕЗА МЕЛАМИНА. ДИССЕРТАЦИЯна соискание ученой степеникандидата техническихнаук. Новомосковск - 2002. 2002

Еще по теме 2.2. Методы формования катализаторов:

  1. Формование керамических изделий
  2. Формование изделий
  3. Приготовление силикатной смеси и формование сырца
  4. 1.3. Катализаторы синтеза меламина
  5. 4.4. Выбор катализатора
  6. 4.3. Разработка катализатора
  7. Катализ и катализаторы
  8. 2.1. Методики определения характеристик катализатора
  9. 1.6.3. Полимеризация в присутствии катализаторов на основе переходных металлов.
  10. 4.1. Оценка активности катализаторов различной природы
  11. ГЛАВА 4. Разработка отечественного катализатора для процессасинтеза меламина из карбамида
  12. 1,4. Строение, свойства и роль в полимеризационных процессах кислотных катализаторов