Осушитель и способ его приготовления



Осушитель и способ его приготовления

 


Владельцы патента RU 2448905:

Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (RU)

Изобретение может быть использовано для осушки газов. Осушитель на основе оксида алюминия содержит, масс.%: χ-Аl2О2 и рентгеноаморфная фаза - 35-95; γ-Al2О3 и η-Аl2О3 - 5-65, имеет объем пор 0,25-0,6 см3/г, эффективный средний диаметр пор 2,5-10 нм и удельную поверхность 200-400 м2/г, причем удельная площадь поверхности микропор диаметром менее 2 нм от 100 до 300 м2/г. Для получения осушителя продукт центробежной термической активации ЦТА гидраргиллита и/или термохимической активации ТХА гидраргиллита гидратируют в щелочном или кислом растворе, сушат, размалывают, пластифицируют, формуют полученную пасту методом экструзии, сушат и прокаливают в токе осушенного воздуха. Гидратацию измельченного продукта в щелочном или кислом растворе проводят при интенсивном перемешивании и соотношении «жидкость»:«твердое» от 1 до 4 в течение 4-8 ч. Гидратацию неразмолотого продукта в щелочном или кислом растворе проводят в шаровой мельнице при соотношении «жидкость»:«твердое» от 1 до 2 в течение 4-24 ч. Прокаливание экструдатов ведут в течение 2-6 ч при 350-600°С, объемная скорость подачи воздуха составляет 1000-10000 ч-1, а скорость разогева до температуры прокалки - 20-50°С/ч. Технический результат - повышение динамической емкости адсорбента-осушителя. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 1 табл., 16 пр.

 

Изобретение относится к способам получения гранулированного высокоактивного нанопористого оксида алюминия, используемого в качестве адсорбента-осушителя в процессах осушки газов: водородсодержащего, природного и др.

В процессах осушки различных газов в промышленности наиболее часто используют динамическую сорбцию. Осушку проводят в сорбционных колоннах, заполненных слоями сформованного активного оксида алюминия, через который пропускают газ под давлением. Динамическая емкость осушителей на основе активного оксида алюминия напрямую зависит от таких параметров как: величина его удельной поверхности; объем емкостных и транспортных пор и их соотношение; парциальное давление поглощаемого адсорбтива (например, паров воды) и его температура; линейная скорость осушаемого потока.

Известен способ получения γ-оксида алюминия с целью повышения сорбционной емкости оксида алюминия путем осаждения гидроксида алюминия из раствора алюмината натрия азотной кислотой при рН=8.5-8.9 [SU 1658563, C01F 7/02, 28.09.89]. Полученный гидроксид алюминия псевдобемитной структуры подсушивают, обрабатывают азотной кислотой до величины кислотного модуля Mk=0.003-0.01

г-м/г-м Al2O3, формуют в экструдаты, далее сушат и прокаливают при температуре 500-600°С. Этот способ позволяет получать γ-оксид алюминия с достаточно высокой удельной поверхностью 320-400 м2/г и суммарным объемом пор 0,25-0,62 см3/г. Недостатком данного способа является наличие стадии осаждения с большим количеством экологически вредных стоков.

Известен способ получения более дешевого осушителя, когда для приготовления активного оксида алюминия на первой стадии пептизируют технический гидрат глинозема, а на второй стадии вводят связующее вещество в количестве 10-40 мас.%, которое представляет собой активный гидроксид алюминия (предпочтительно используют переосажденный гидроксид алюминия) [RU 2097328, C01F 7/02, 27.11.1997]. Полученную смесь перемешивают не более 1 ч, формуют, сушат и проводят термообработку при различных температурах. Полученный осушитель характеризуется низкой удельной поверхностью (менее 200 м2/г). Образец, полученный по данному способу, характеризуется низкой динамической сорбционной емкостью по парам воды (при температуре точки росы -36°С - 1,2 г H2O/100 г адсорбента, а при точке росы -5,5°С - 2,2 г Н2O/100 г адсорбента).

Известен способ получения осадка гидроксида алюминия, применяемого в качестве катализатора, адсорбента и носителя с высоким расчетным суммарным объемом пор 0,55-0,72 см3/г и удельной поверхностью 200-270 м2/г [SU 524768, C01F 7/02, 16.11.76]. Сущность изобретения состоит в том, что малогидратированные соединения алюминия - ρ-Al2О3 или аморфный гидроксид алюминия - гидратируют в слабощелочной среде при рН=8-11 и температуре, преимущественно, 50-80°С, в течение 20-80 ч. Полученный осадок отмывают от растворимых примесей натрия. Осадок, содержащий после отжатия на фильтре 50-60% влаги, разбавляют водой до содержания 200-250 г/л Аl2О3, пластифицируют азотной кислотой и греют в автоклаве при повышенном давлении и температуре 100-140°С. Из массы после охлаждения получают гранулы методом жидкостного формования, сушат и прокаливают при 500-550°С в течение 4 ч. Основной объем пор приходится на долю мезо- и макропор, поэтому образцы обладают малой насыпной плотностью ~0,6 г/см3 и незначительным объемом емкостных пор (микропор), из-за чего динамическая емкость образцов по парам воды при точке росы -36°С - 2,3 г Н2O/100 г адсорбента, а при точке росы

-5,5°С - 3,9 г H2O/100 г адсорбента, что недостаточно для процесса динамической осушки газов. Недостатком данного способа также является использование дорогостоящей и трудоемкой автоклавной технологии.

Наиболее близким по достигаемому эффекту и технической сущности является способ, в котором к гидроксиду алюминия в форме псевдобемита и/или его смеси с аморфной составляющей или бемитом, полученному осаждением из алюминийсодержащего раствора, добавляют порошок байерита, полученный осаждением из растворов нитрата алюминия и аммиака, при их соотношении по массе (70-95):(30-5). Полученную смесь пластифицируют в смесителе с Z-образными лопастями, формуют на шнековом экструдере, высушивают при температуре 110°С и прокаливают при температуре 350-400°С. Образцы активного оксида алюминия (смесь η- и γ-Al2О3), полученные данным способом, имеют удельную поверхность в диапазоне от 410 до 620 м2/г [SU 1731729, C01F 7/34, 07.05.92]. Динамическая емкость по парам воды у наиболее активного образца, полученного по прототипу из смеси байерита с псевдобемитом в соотношении 95:5 с удельной поверхностью 530 м2/г и высокой насыпной плотностью 0,86 см3/г, составляет при температуре точки росы (т.р.) -36°С=2,7 г Н2О/100 г осушителя, а при температуре т.р. -5.5°С=4,1 г Н2О/100 г осушителя. Низкие показатели динамической емкости прототипа по парам воды при столь высоких значениях удельной поверхности образцов объясняются отсутствием транспортных пор.

Изобретение решает задачу получения без стадий осаждения алюмооксидного адсорбента с высокой динамической емкостью по парам воды для процесса динамической осушки водородсодержащего, природного и других газов.

Задача по повышению динамической емкости алюмооксидного сорбента, пригодного для осушки различных газов, по экологически безопасной технологии, решается путем создания алюмооксидного адсорбента-осушителя с бидисперсной пористой структурой, состоящего из транспортных (мезопор) и емкостных пор (микропор), который содержит в своем составе χ-, η-, γ-Аl2О3 и рентгеноаморфную фазу оксида алюминия в количестве: χ-Аl2О3 + рентгеноаморфная фаза 35-95, γ-Al2О3+η-Al2О3 5-65.

Адсорбент-осушитель имеет удельную поверхность 200-400 м2/г, причем удельная площадь поверхности микропор диаметром менее 2 нм может быть от 100 до 300 м2/г, объем пор 0,25-0,6 см3/г и эффективный средний размер пор в диапазоне 2,5-10 нм.

Задача решается также способом приготовления адсорбента-осушителя, по которому продукт центробежной термической активации ЦТА гидраргиллита и/или термохимической активации ТХА гидраргиллита гидратируют в щелочном или кислом растворе, сушат, размалывают и пластифицируют, формуют полученную пасту методом экструзии, сушат и прокаливают в токе осушенного воздуха, полученный адсорбент-осушитель содержит в своем составе χ-, η-, γ-Al2О3 и рентгеноаморфную фазу в количестве, мас.%: χ-Аl2О3 + рентгеноаморфная фаза 35-95, γ-Al2О3+n-Al2О3 5-65.

Измельченный до размера 5-15 мкм продукт центробежной термической активации гидраргиллита и/или термохимической активации гидраргиллита гидратируют в щелочном или кислом растворе при интенсивном перемешивании и соотношении «жидкость»:«твердое» от 1 до 4 в течение 4-8 ч.

Неразмолотый продукт центробежной термической активации гидраргиллита и/или термохимической активации гидраргиллита гидратируют в шаровой мельнице в щелочном или кислом растворе и соотношении «жидкость»:«твердое» от 1 до 2 в течение 4-24 ч при комнатной температуре в мягких условиях.

Продукт центробежной термической активации и/или термохимической активации гидраргиллита гидратируют в кислом растворе при кислотном модуле или гидратируют в щелочном растворе при рН=8-11.

Продукт гидратации не подвергают фильтрации.

Для получения кислых растворов используют растворы органических и неорганических кислот, таких как муравьиная, азотная, серная, уксусная, ортофосфорная, борная, щавелевая и яблочная.

Для получения щелочных растворов с рН=8-11 используют раствор аммиака.

Пластификацию компонентов проводят растворами кислот, таких как азотная, уксусная или муравьиная при кислотном модуле .

С целью удешевления продукта на стадии пластификации компонентов продукты гидратации центробежной термической активации гидраргиллита или термохимической активации гидраргиллита и продукты центробежной термической активации гидраргиллита или термохимической активации гидраргиллита берут в массовом соотношении 80-20/20-80.

На стадии пластификации к продуктам гидратации центробежной термической активации гидраргиллита или термохимической активации гидраргиллита можно добавлять гидраргиллит в количестве 20-80 мас.%.

Гидратацию продуктов центробежной термической активации гидраргиллита и/или термохимической активации гидраргиллита можно проводить с добавлением раствора поверхностно-активного вещества, такого как поливиниловый спирт, этиленгликоль, этиловый спирт, при концентрации раствора 1-10 мас.%.

На стадии пластификации гидратированного продукта центробежной термической активации гидраргиллита и/или термохимической активации гидраргиллита добавляют раствор поверхностно-активного вещества, такого как поливиниловый спирт, этиленгликоль, этиловый спирт, при концентрации раствора 1-10 мас.%.

Прокаливание экструдатов проводят при температурах 350-600°С в токе осушенного воздуха при объемной скорости подачи воздуха 1000-10000 ч-1, скорости разогрева до температуры прокалки 20-50°С/ч и длительности прокалки 2-6 ч.

Таким образом приготовление адсорбента-осушителя осуществляют в несколько стадий.

На первой стадии нарабатывают исходное вещество для приготовления компонентов осушителя - продукт центробежной термической активации (ЦТА) гидраргиллита (синонимы: технический гидрат глинозема, гидраргиллит). Получение продукта ЦТА с различивши физико-химическими свойствами проводят в центробежном флаш-реакторе барабанного типа (ЦЕФЛАРТМ), разработанном Институтом катализа СО РАН им. Г.К.Борескова [RU 2264589, F26B 7/00, 20.11.2005]. Продукт ЦТА является результатом импульсной дегидратации и закалки гидраргиллита в центробежном флаш-реакторе. Средний размер частиц гидраргиллита - 80-100 мкм. В зависимости от условий протекания процесса (скорость нагрева до температуры реакции, парциальное давление паров воды, время контакта) продукт ЦТА в том или ином количестве может содержать следующие компоненты: кристаллический тригидроксид (неразложившийся гидраргиллит) с температурой дегидратации по данным дифференциально-термического анализа 290-320°С; окристаллизованный или мелкокристаллический бемит с температурой дегидратации 430-520°С и рентгеноаморфную активную фазу - гидроксиоксид с брутто-составом Аl2О3·nН2O (где n - количество моль воды, =0.1-0.4). Высокоактивная рентгеноамфорная фаза (с размером первичных частиц менее 4 нм) выделяет воду в широком диапазоне температур, вплоть до 700-800°С. При этом содержание рентгеноаморфной фазы в продукте ЦТА гидраргиллита может достигать 100%. Потери после прокаливания при 800°С (ППП) продукта ЦТА составляют от 3 до 20 мас.%. Дегидратация кристаллов гидраргиллита в центробежном флаш-реакторе имеет характер псевдоморфного перехода (с сохранением неизменными формы и размера исходных частиц).

На следующей стадии проводят гидратацию ЦТА продукта (активного гидроксиоксида алюминия) либо «флаш-продукта» Ачинского глиноземного комбината в щелочной среде при рН=8-11 или в кислой среде при рН менее 7 одновременно с размолом в шаровой мельнице в течение 4-24 ч при комнатной температуре. Также на стадии гидратации и пластификации для улучшения свойств осушителя может быть добавлен раствор поверхностно-активного вещества. Возможен вариант проведения гидратации продукта ЦТА в щелочной среде по способу, описанному в патенте RU 2237018, C01F 7/02, 27.09.2004. Гидратацию продукта ЦТА по данному способу проводят в реакторе с мешалкой при интенсивном перемешивании и соотношении жидкости к твердому, равном 1-10:1, и температуре 10-80°С в течение 6-168 ч.

Далее продукт гидратации, не отфильтровывая, выгружают в емкости из нержавеющей стали и помещают в сушильный шкаф, где проводят сушку при температуре 105-120°С в течение 24 ч. Затем высушенный гидроксид алюминия размалывают в шаровой мельнице в течение 4-24-х ч либо в роторно-инерционной мельнице до частиц размером 5-15 мкм. В результате гидратации продукта ЦТА или «флаш-продукта» в щелочной среде образуется до 80 мас.% байерита, а в кислой среде - до 75 мас.% псевдобемита.

На третьей стадии (пластификации) производят смешение продуктов гидратации ЦТА гидраргиллита или «флаш-продукта» (байеритсодержащего связующего или псевдобемитсодержащего связующего) с продуктом ЦТА или «флаш-продуктом» или гидраргиллитом при соотношении 80:20=20:80. Причем в ряде случаев могут пластифицировать только связующее вещество, в этом случае соотношение «наполнитель»:«связующее» будет 0:100. К смеси, состоящей из одного или нескольких компонентов, добавляют пептизатор, преимущественно раствор азотной кислоты. Также могут быть использованы следующие кислоты: уксусная, соляная, серная, муравьиная и т.д. Смесь при непрерывном перемешивании в течение 5-30 мин доводят до пластичного состояния. Пластичную массу экструдируют в черенки цилиндрической формы диаметром 2-12 мм и длиной 2-10 мм, гранулы сушат на воздухе при комнатной температуре и при необходимости досушивают в сушильном шкафу при температуре 105-120°С до прекращения потери веса.

На заключительной, четвертой, стадии проводят прокалку сформованных гранул в токе осушенного воздуха. Условия прокалки: температура воздуха 350-600°С, объемная скорость подачи воздуха 1000-10000 ч-1 скорость разогрева до температуры прокалки 20-50°С/ч, длительность прокалки 2-6 ч.

В результате прокалки в токе осушенного воздуха получают адсорбент-осушитель, который содержит в своем составе в различной пропорции χ-, η-, γ-Аl2О3 и рентгеноаморфную фазу.

Определение динамической емкости по парам воды проводят при температурах точки росы -36°С и -5,5°С. Сущность метода измерения динамической влагоемкости адсорбента заключается в определении времени защитного действия слоя и количества поглощенных при этом паров воды при пропускании через слой адсорбента V=50 см3, находящегося в адсорбере, потока насыщенного водяным паром газа. Слой адсорбента состоит из цилиндрических эструдатов диаметром 4 мм и длиной 4-10 мм (наиболее востребованным промышленностью размером). Время защитного действия слоя адсорбента определяется как время от начала адсорбции до начала превышения концентрации паров воды на выходе из адсорбера, требуемой для заданной степени осушки газа. Конструкция испытательного стенда позволяет определять адсорбционную динамическую емкость адсорбента в зависимости от состава исходной смеси и получать выходные кривые изменения концентраций адсорбатов во времени. Установка позволяет непрерывно готовить исходную паровоздушную смесь с различными концентрациями паров воды и углеводородов. Анализ паров воды проводят в конечной смеси термогигрометром «ИВА-6Б». В процессе работы обеспечивается автоматическое регулирование основных технологических параметров (скорости осушаемого потока, температуры).

Сравнения образцов проводят по величинам динамической емкости по парам воды, выраженных в массе поглощенного адсорбтива, отнесенной к 100 г осушителя при температуре точки росы -36°С и -5,5°С (температуры точки росы газового потока на выходе из адсорбера).

Основные преимущества адсорбента-осушителя, получаемого по предложенному способу, заключаются в следующем.

Способ позволяет получать алюмооксидный адсорбент-осушитель с ярко выраженным гидрофильным характером, высокой удельной поверхностью 200-400 м2/г и бипористым распределением пор, благодаря которому обеспечивается легкий транспорт адсорбтива к емкостным порам. При этом осушитель обладает большим объемом микропор (диаметром менее 2 нм) - 0,12-0,2 см3/г. Такие поры могут сорбировать пары воды по механизму капиллярной конденсации. На долю микропор может приходиться до 40-50% от всего объема поглощенных паров воды. Объем мезопор, размером 2-100 нм, может достигать 0,3 см3/г, которые, с одной стороны, являются для паров воды транспортом к микропорам, а с другой стороны, вследствие своего малого размера (сильно приближенного к микропорам) при определенных условиях - высокое давление потока и большая влажность - могут также адсорбировать воду по механизму капиллярной конденсации. Эффективный (средний) диаметр пор у адсорбента-осушителя в зависимости от способа приготовления находится в диапазоне от 2,5 до 10 нм. Суммарный объем пор - 0,25-0,6 см3/г. Наличие транспортных пор и большого объема емкостных пор позволяет значительно повысить динамическую емкость алюмооксидного осушителя по парам воды: при точке росы -36°С - 6,7 г Н2О на 100 г адсорбента, при точке росы -5,5°С - 11,6 г Н2О/100 г адсорбента.

Предлагаемый способ получения адсорбента-осушителя обеспечивает значительное снижение стоков и потребление воды на производство сорбентов (до 17-25 раз) по сравнению с описанными ранее способами и прототипом за счет отсутствия стадии осаждения и отмывки (фильтрации) в процессе получения компонентов сорбента. Потребление воды на производство 1 т сорбента по предлагаемому способу составляет 10-15 м3 вместо 250 м3.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами и таблицей.

Пример 1.

В емкость с 2000 мл дистиллированной воды при интенсивном перемешивании добавляют 500 г продукта ЦТА гидраргиллита с ППП (800°С) 3% и средним размером частиц 5-15 мкм. Затем в емкость постепенно приливают раствор муравьиной кислоты до достижения величины кислотного модуля . Гидратацию ведут при постоянном перемешивании и без внешнего подогрева в течение 4 ч. Полученную суспензию, не отфильтровывая, помещают в сушильный шкаф и сушат при температуре 110°С в течение 24-х ч, после чего измельчают в шаровой мельнице также в течение 24-х ч до частиц средним размером 5-15 мкм.

Полученное в количестве 590 г связующее вещество - гидроксид алюминия со структурой псевдобемита и небольшими примесями байерита - помещают в смеситель с Z-образными лопастями и пластифицируют раствором муравьиной кислоты при кислотном модуле .

Смесь перемешивают в течение 25 мин.

Приготовленную пластичную массу формуют в шнеке-грануляторе с диаметром фильеры 4 мм, экструдаты сушат в сушильном шкафу в течение 6 ч при температуре 120°С, затем помещают в трубчатую печь для прокалки в токе осушенного воздуха. Прокалку ведут в течение 300 мин при температуре 550°C с объемной скоростью подачи осушенного воздуха 5000 ч-1. Разогрев до температуры прокалки производят со скоростью 40°С/ч.

Далее часть образца объемом 50 см3 отбирают в термостойкую колбу с крышкой и помещают в вакуумный эксикатор над осушителем, например осушителем на основе цеолита NaX. Остывший до комнатной температуры образец загружают в адсорбер и проводят его испытание на динамическую емкость по парам воды.

Пример 2.

Навеску неразмолотого продукта ЦТА гидраргиллита (средний размер частиц 80-100 мкм) массой 1100 г смешивают с раствором азотной кислоты до достижения величины кислотного модуля и объеме раствора 10 дм3. Полученную суспензию помещают в бак объемом 30 дм3 и загружают шары диаметром 20-30 мм. Бак размещают на валках шаровой мельницы и проводят гидратацию продукта ЦТА в условиях мокрого размола в течение 24 ч.

Суспензию, не отфильтровывая, помещают в сушильный шкаф и сушат при температуре 110°С в течение 24-х ч, после чего измельчают в шаровой мельнице также в течение 24-х ч до частиц с фракционным составом 5-15 мкм.

Полученное связующее (вещество со структурой псевдобемита) помещают в смеситель с Z-образными лопастями и пластифицируют раствором азотной кислоты при кислотном модуле .

Формовку, прокалку осушителя в токе воздуха и испытания на динамическую емкость проводят, как и в примере 1.

Пример 3.

Аналогичен примеру 2, за исключением того, что гидратацию продукта ЦТА гидраргиллита проводят в условиях мокрого размола в течение 4 ч.

Пример 4.

Аналогичен примеру 2, за исключением того, что для гидратации вместо продукта ЦТА гидраргиллита берут навеску неразмолотого «флаш-продукта» массой 1050 г, а гидратацию проводят в растворе уксусной кислоты при кислотном модуле .

Пример 5.

Аналогичен примеру 2, за исключением того, что гидратацию продукта ЦТА гидраргиллита проводят в растворе ортофосфорной кислоты при кислотном модуле .

Пример 6.

Аналогичен примеру 2, за исключением того, что гидратацию продукта ЦТА гидраргиллита проводят в растворе борной кислоты при кислотном модуле .

Пример 7.

Аналогичен примеру 2, за исключением того, что гидратацию продукта ЦТА гидраргиллита проводят в растворе серной кислоты при кислотном модуле .

Пример 8.

Аналогичен примеру 2, за исключением того, что гидратацию продукта ЦТА гидраргиллита проводят в растворе щавелевой кислоты при кислотном модуле .

Пример 9. Аналогичен примеру 2, за исключением того, что гидратируют «флаш-продукт» в растворе яблочной кислоты при кислотном модуле .

Пример 10.

В емкость с 500 мл дистиллированной воды при интенсивном перемешивании добавляют 500 г «флаш-продукта» с ППП (800°С) 8% и фракционным составом 5-15 мкм. Затем в емкость постепенно приливают раствор аммиака до получения рН=11. Гидратацию ведут при постоянном перемешивании и без внешнего подогрева в течение 8 ч. Полученную суспензию, не отфильтровывая, помещают в сушильный шкаф и сушат при температуре 110°С в течение 24-х ч, после чего измельчают в шаровой мельнице также в течение 24-х ч до частиц размером 5-15 мкм.

Полученное в количестве 580 г связующее вещество - гидроксид алюминия со структурой байерита и примесями псевдобемита - помещают в смеситель с Z-образнымй лопастями и пластифицируют раствором уксусной кислоты при кислотном модулем .

Смесь перемешивают в течение 25 мин.

Приготовленную пластичную массу формуют в шнеке-грануляторе с диаметром фильеры 2-12 мм, экструдаты сушат в сушильном шкафу при температуре 120°С в течение 6 часов и помещают в трубчатую печь для прокалки в токе осушенного воздуха. Прокалку ведут в течение 120 мин при температуре 600°C с объемной скоростью подачи осушенного воздуха 10000 ч-1. Разогрев до температуры прокалки производят со скоростью 50°С/ч.

Испытание осушителя на динамическую емкость по парам воды проводят так же, как и в примере 1.

Пример 11.

Навеску неразмолотого «флаш-продукта» в количестве 1100 г (средний размер частиц 80-100 мкм) смешивают с раствором поливинилового спирта (10%) и раствором аммиака до получения рН=8. Полученную суспензию помещают в бак объемом 30 дм3 и загружают шары диаметром 20-30 мм. Бак размещают на валках шаровой мельницы и проводят гидратацию «флаш-продукта» в условиях мокрого размола в течение 24 ч.

Суспензию, не отфильтровывая, помещают в сушильный шкаф и сушат при температуре 110°С в течение 24-х ч, после чего измельчают в шаровой мельнице также в течение 24-х ч до частиц размером 5-15 мкм.

Полученное связующее (вещество со структурой байерита) пластифицируют в смесителе при постоянном перемешивании. Для этого к 1100 г связующего вещества добавляют раствор уксусной кислоты и перемешивают смесь в течение 25 мин при кислотном модуле .

Приготовленную пластичную массу формуют в шнеке-грануляторе с диаметром фильеры 2-12 мм, экструдаты сушат в сушильном шкафу при температуре 120°С в течение 6 ч и помещают в трубчатую печь для прокалки в токе осушенного воздуха. Прокалку ведут в течение 360 мин при температуре 350°C с объемной скоростью подачи осушенного воздуха 10000 ч-1. Разогрев до температуры прокалки производят со скоростью 30°С/ч.

Испытание осушителя на динамическую емкость по парам воды проводят так же как и в примере 1.

Пример 12.

Аналогичен примеру 11, за исключением того, что в шаровой мельнице гидратируют «флаш-продукт» в щелочном растворе при рН=11 с добавлением раствора поливинилового спирта (1%).

Пример 13.

Аналогичен примеру 11, за исключением того, что вместо «флаш-продукта» для гидратации берут 1100 г продукта ЦТА гидраргиллита.

Пример 14.

Берут 800 г «флаш-продукта» Ачинского глиноземного комбината, размолотого в ротороно-инерционной мельнице до частиц средним размером 5-15 мкм и 200 г связующего из примера 4. Связующее вещество помещают в смеситель и при непрерывном перемешивании пластифицируют раствором азотной кислоты и при кислотном модуле . Пластификация длится в течение 10-25 мин, во время которой приливают 10% раствор поливинилового спирта. Затем малыми порциями добавляют наполнитель - «флаш-продукт». Перемешивание связующего вещества с наполнителем длится не менее 15-20 мин.

Пластичную массу формуют в виде цилиндрических экструдатов диаметром 2-12 мм на шнеке-грануляторе, прокаливают в токе осушенного воздуха и испытывают на динамическую емкость как и в примере 1.

Берут 200 г «флаш-продукта» Ачинского глиноземного комбината, предварительно размолотого на роторно-инерционной мельнице до частиц средним размером 5-15 мкм, и 800 г связующего, полученного по примеру 4.

Связующее вещество помещают в смеситель и при непрерывном перемешивании пластифицируют раствором азотной кислоты при кислотном модуле Перемешивание длится в течение 10-25 мин. Затем малыми порциями добавляют наполнитель - гидраргиллит. Пластификация связующего вещества с наполнителем длится не менее 15-20 мин.

Формовку, прокалку в токе воздуха и испытания на динамическую емкость проводят, как и в примере 1.

Пример 16.

Берут 800 г гидраргиллита Ачинского глиноземного комбината, предварительно размолотого на роторно-инерционной мельнице до частиц средним размером 5-15 мкм, и 200 г псевдобемитсодержащего связующего, полученного по примеру 1. Связующее вещество помещают в смеситель и при непрерывном перемешивании пластифицируют раствором азотной кислоты при кислотном модуле . Перемешивание длится в течение 10-25 мин, во время которого приливают 1% раствор поливинилового спирта. Затем малыми порциями добавляют наполнитель - гидраргиллит. Пластификация связующего вещества с наполнителем длится не менее 15-20 мин.

Полученную пластичную массу формуют в виде цилиндрических экструдатов, прокаливают в токе воздуха при температуре 400°С и испытывают на динамическую емкость как и в примере 1.

Характеристики продуктов, полученных по примерам 1-16, представлены в таблице.

1. Осушитель на основе оксида алюминия, отличающийся тем, что содержит в своем составе χ-, η-, γ-Аl2О3 и рентгеноаморфную фазу оксида алюминия, при этом осушитель содержит следующее количество компонентов, мас.%:

χ-Аl2O3+рентгеноаморфная фаза 35-95
γ-Al2O3+η-Al2O3 5-65

2. Осушитель по п.1, отличающийся тем, что он имеет удельную поверхность 200-400 м2/г, причем удельная площадь поверхности микропор диаметром менее 2 нм может быть от 100 до 300 м2/г.

3. Осушитель по п.1, отличающийся тем, что он имеет объем пор 0,25-0,6 см3/г и эффективный средний диаметр пор в диапазоне 2,5-10 нм.

4. Способ получения осушителя, характеризующийся тем, что продукт центробежной термической активации ЦТА гидраргиллита и/или термохимической активации ТХА гидраргиллита гидратируют в щелочном или кислом растворе, сушат, размалывают и пластифицируют, полученную пасту формуют методом экструзии, сушат и прокаливают в токе осушенного воздуха.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что к пластифицируемой массе добавляют продукты центробежной термической активации гидраргиллита, термохимической активации гидраргиллита или гидраргиллит.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что измельченный до размера 5-15 мкм продукт центробежной термической активации гидраргиллита и/или термохимической активации гидраргиллита гидратируют в щелочном или кислом растворе при интенсивном перемешивании и соотношении «жидкость»:«твердое» от 1 до 4 в течение 4-8 ч.

7. Способ по п.4, отличающийся тем, что неразмолотый продукт центробежной термической активации гидраргиллита и/или термохимической активации гидраргиллита гидратируют в шаровой мельнице в щелочном или кислом растворе и соотношении «жидкость»:«твердое» от 1 до 2 в течение 4-24 ч при комнатной температуре в мягких условиях.

8. Способ по п.4, отличающийся тем, что продукт центробежной термической активации и/или термохимической активации гидраргиллита гидратируют в кислом растворе при кислотном модуле .

9. Способ по п.4, отличающийся тем, что продукт центробежной термической активации и/или термохимической активации гидраргиллита гидратируют в щелочном растворе при рН 8-11.

10. Способ по п.4, отличающийся тем, что продукт гидратации не подвергают фильтрации.

11. Способ по п.8, отличающийся тем, что для получения кислых растворов используют растворы органических и неорганических кислот, таких как муравьиная, азотная, серная, уксусная, ортофосфорная, борная, щавелевая и яблочная.

12. Способ по п.9, отличающийся тем, что для получения щелочных растворов с рН 8-11 используют раствор аммиака.

13. Способ по п.4, отличающийся тем, что пластификацию компонентов проводят растворами кислот, таких как азотная, уксусная или муравьиная.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что пластификацию компонентов проводят при кислотном модуле .

15. Способ по п.5, отличающийся тем, что на стадии пластификации к продуктам гидратации центробежной термической активации гидраргиллита или термохимической активации гидраргиллита добавляют продукты центробежной термической активации гидраргиллита или термохимической активации гидраргиллита в массовом соотношении 80-20/20-80.

16. Способ по п.5, отличающийся тем, что на стадии пластификации к продуктам гидратации центробежной термической активации гидраргиллита или термохимической активации гидраргиллита добавляют гидраргиллита в количестве 20-80 мас.%.

17. Способ по п.4, отличающийся тем, что гидратацию продуктов центробежной термической активации гидраргиллита и/или термохимической активации гидраргиллита проводят с добавлением раствора поверхностно-активного вещества, такого как поливиниловый спирт, при концентрации раствора 1-10 мас.%.

18. Способ по п.4, отличающийся тем, что на стадии пластификации гидратированного продукта центробежной термической активации гидраргиллита и/или термохимической активации гидраргиллита добавляют раствор поверхностно-активного вещества, такого как поливиниловый спирт, при концентрации раствора 1-10 мас.%.

19. Способ по п.4, отличающийся тем, что прокаливание экструдатов проводят при температурах 350-600°C в токе осушенного воздуха при объемной скорости подачи воздуха 1000-10000 ч-1, скорости разогрева до температуры прокалки 20-50°С/ч и длительности прокалки 2-6 ч.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области химии, в частности к порошку -оксида алюминия, подходящему для получения сапфира. .

Изобретение относится к абразивному порошковому материалу, представляющему собой частицы оксида алюминия, содержащему переходный оксид алюминия и не менее 5.0 вес.%, но не более 40 вес.% аморфной фазы, причем частицы оксида алюминия имеют плотность менее 3,20 г/см3; к абразивной суспензии, содержащей воду в качестве растворителя и указанный абразивный порошковый материал в количестве от 3,0 вес.% до не более 30 вес.%.

Изобретение относится к материаловедению и гетерогенному катализу и касается частиц окиси алюминия, применяемых в качестве носителя катализаторов для псевдоожиженного, кипящего и движущегося слоев, а также в качестве абразивного материала и наполнителя.

Изобретение относится к получению порошкообразного материала из переходного оксида алюминия. .

Изобретение относится к способу получения бемитного порошкового материала. .

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в производстве гидроксида алюминия псевдобемитной структуры и гамма-оксида алюминия на его основе, применяемых в производстве катализаторов, носителей, связующих, наполнителей, поглотителей, других областях химической технологии.

Изобретение относится к созданию наноразмерных частиц из альфа оксида алюминия, способу их приготовления и способу полирования. .

Изобретение относится к технологии переработки порошкообразных материалов, преимущественно гидроксида алюминия. .

Изобретение относится к технологии переработки порошкообразных материалов, преимущественно гидроксида алюминия, и может быть использовано в производстве строительных материалов и при подготовке металлургического сырья для производства алюминия.
Изобретение относится к области химии и может быть использовано в производстве малощелочного глинозема, полученного из карбонизационного или декомпозиционного гидроксида алюминия
Изобретение относится к катализатору и способу селективного гидрирования полиненасыщенных углеводородных соединений, присутствующих в нефтяных фракциях, преимущественно происходящих из парового или каталитического крекинга, в соответствующие алкены

Изобретение относится к технологии получения оксидов алюминия, которые используются для производства лейкосапфира, имеющего широкую область применения: при изготовлении подложек микросхем, светодиодов и лазерных диодов, имплантов и искусственных суставов, микроскальпелей, защитных стекол, ювелирных изделий, а также при изготовлении огнеупорных изделий и при производстве катализаторов и сорбентов. Способ получения корунда включает водоподготовку и регулируемое дозирование воды и алюминия в смеситель, разогрев реактора высокого давления до температуры 200-400°С, регулируемую подачу суспензии порошкообразного алюминия в воде из смесителя с помощью регулируемого насоса высокого давления в реактор высокого давления, распыл суспензии в реакторе с помощью распылительных форсунок, отделение пароводородной смеси от бемита, аккумулирование и осушку бемита, при этом бемит дополнительно сепарируют, после чего подают его в термошкаф, где производят его сушку в диапазоне температур от 50 до 200°С в течение 1-5 ч, после чего подают его в муфельную печь, где в диапазоне температур от 400 до 1200°С из него удаляют кристаллизационную воду в течение 3-10 ч, а образовавшийся в муфельной печи продукт затем загружают в вакуумную печь с последующей термообработкой в диапазоне температур 900-1900°С в течение 3-8 ч. Изобретение обеспечивает получение корунда высокой химической чистоты (не менее 99,99% мас.%). 1 ил., 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к способу получения оксида алюминия в виде порошков или агломератов с частицами, имеющими сотовую пористую структуру. Способ включает обработку соли алюминия раствором щелочного реагента, промывку осадка и его термообработку. В качестве соли алюминия используют кристаллы гексагидрата хлорида алюминия, которые обрабатывают избытком водного раствора аммиака при температуре 20-80°C с образованием бемита. Термообработку осуществляют при 450-650°C до образования оксида алюминия. Изобретение позволяет получить оксид алюминия в виде отдельных частиц с заданными структурой и свойствами, а именно с пористостью частиц 60-80% и пористой структурой, представленной протяженными, параллельно расположенными каналами с упаковкой, близкой к гексагональной, с размером каналов в поперечнике 0,3-1,0 мкм и длиной до 50 мкм. 2 ил.
Изобретение может быть использовано в химической и электронной промышленности. Объем на одну частицу α-оксида алюминия для получения монокристаллического сапфира составляет не менее 0,01 см3, относительная плотность не менее 80%, объемная плотность агрегата 1,5-2,3 г/см3, и его форма представляет собой любую форму из сферической формы, цилиндрической формы и брикетоподобной формы. Изобретение позволяет снизить количество адсорбированной воды, снизить окисление тигля и повысить эффективность получения монокристаллического сапфира. 2 з.п. ф-лы, 3 пр.
Изобретения могут быть использованы в химической и электронной промышленности. Способ получения α-оксида алюминия для получения монокристалла сапфира включает этап, на котором смешивают 100 массовых частей α-оксида алюминия (I) и 25-235 массовых частей α-оксида алюминия (II). α-Оксид алюминия (I) имеет удельную площадь поверхности от 0,1 до 5 м2/г и объемную плотность 1,5 г/см3 или более. α-Оксид алюминия (II) образован из спеченных частиц и имеет удельную площадь поверхности 1 м2/г или менее и относительную плотность 85% или более, и каждая из спеченных частиц имеет объем 0,01 см3 или более. Изобретения позволяют снизить количество адсорбированной воды, снизить окисление тигля и повысить эффективность получения монокристаллического сапфира. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 пр.

Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к способу и установке получения термоактивированного неметаллургического глинозема. Способ включает подачу исходного гидроксида алюминия в бункер, его дозирование, загрузку, сушку во взвешенном состоянии, разделение обрабатываемой массы на фазы, термообработку и дегидратацию, охлаждение и выгрузку готового продукта. Дозирование и загрузку выполняют одновременно. Сушку исходного материала проводят по восходящей спирали. После разделения обрабатываемой массы на фазы осуществляют ее дополнительный нагрев с отделением газового потока, направляемого снова на сушку исходного материала. В результате первой стадии дегидратации получают смесь из термоактивированного моногидроксида алюминия и сухого гидроксида алюминия, которая проходит на термообработку с протеканием второй стадии дегидратации и получением материала, состоящего из гидроксида алюминия, бемита (AlOOH)+ рентгеноаморфный псевдобемит и низкотемпературной группы гамма-оксидов алюминия. Обеспечивается повышение эффективности проведения процессов теплопередачи, рекуперации, снижение тепловых потерь, а также упрощение конструкции. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх