Алюмооксидный носитель катализатора

Изобретение относится к технике получения термостойких носителей катализаторов и может найти применение в машиностроении, химической и других отраслях промышленности. Заявлена шихта носителя катализатора, включающая тальк и каолин, дополнительно содержащая белую сажу и моногидрат оксида алюминия (бемит) при следующем соотношении компонентов, мас. %: тальк - от 39 до 41; каолин - от 19 до 21; моногидрат оксида алюминия (бемит) - от 26 до 30 и белую сажу - остальное. Технический результат заключается в повышении выхода кордиерита при одновременном снижении температуры синтеза алюмооксидпого носителя катализатора, повышении его прочности и пористости. 1 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к производству термостойких носителей катализаторов на основе оксидов металлов (алюминия, кремния и др.), применяемых в машиностроении и различных химических процессах.

В термостойких каталитических системах носитель активного вещества имеет большое значение. Он должен обеспечить сохранение функциональных свойств катализатора в условиях высоких температур и их резких перепадах, сохраняя требуемую форму, гранулометрический состав, необходимую прочность и пористость.

Наиболее часто в качестве носителя используют оксиды алюминия, что обусловлено доступной сырьевой базой, их высокой термической стабильностью, химической инертностью, гибкостью производства и управляемостью процессами получения. Для придания алюмооксидным носителям катализаторов специфических свойств, необходимых для конкретного применения, их модифицируют соединениями кремния, церия, кальция, магния, железа, титана и др.

Одним из наиболее важных эксплуатационных свойств носителей катализаторов, широко используемых в машиностроении, является стойкость к резкому изменению температуры. Термостойкость материалов связана с коэффициентом линейного теплового расширения (КЛТР), т.е. наибольшей стойкостью к термоудару обладают материалы с наименьшим КЛТР. Носители катализаторов, используемые в условиях резкой смены температур, например в нейтрализаторах отходящих газов двигателей внутреннего сгорания, изготавливают из алюмооксидной (кордиеритовой) керамики, имеющей теоретический оксидный состав, мас. %: Аl2O3 - 34,9; MgO - 13,7; SiO2 - 51,4.

Известен состав шихты для изготовления кордиеритовой керамики (SU 1548177 А1, 07.03.1990), включающий следующие компоненты, % мас.: оксид алюминия - от 1,5 до 7,43; дисперсный оксид кремния 46,51-47,38; оксид магния - от 0,59 до 2,92; сульфат магния - от 29,15 до 35,44; алюминий - от 13,12 до 15,95; диоксид кремния - остальное. Выход кордиерита - 100%.

Основным недостатком такого состава, как и других составов на основе чистых компонентов, является высокая стоимость применяемых в качестве сырья материалов.

При синтезе алюмооксидного носителя катализатора из относительно недорогого природного сырья в материале носителя всегда содержится некоторое количество примесей в виде оксидов и соединений других металлов, которые оказывают существенное влияние на свойства каталитических изделий. Например, оксиды щелочных и щелочноземельных металлов в процессе спекания шихты алюмооксидного носителя катализатора со структурой кордиерита образуют стеклофазу, незначительное количество которой повышает прочность носителя, а увеличение доли стеклофазы приводит к деформации каталитических изделий, снижению их прочности, ухудшению термостойкости, коррозионной стойкости и активности катализаторов.

Поэтому важно найти оптимальный баланс сырьевых компонентов, позволяющий получать качественные носители катализаторов из природных и промышленных материалов, желательно техногенных отходов.

Известен состав шихты (SU 1474147 А1, 23.04.1989) для получения кордиерита, включающий следующие компоненты, мас. %: перлит - от 53,0 до 57,0; гидроксид алюминия - от 24,0 до 26,0; гидрокарбонат магния - от 19,0 до 21,0.

Недостатком этого состава является его относительно низкая реакционная способность шихты алюмооксидного носителя катализатора и необходимость проведения процесса его получения при высокой температуре - до 1350°С.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату является алюмооксидный носитель катализатора, который синтезируется из шихты (RU 2036883 С1, 09.06.1995) для получения кордиерита, включающей следующие компоненты, мас. %: каолин - от 29,8 до 30,72; тальк - от 40,78 до 40,79; глинозем - от 19,91 до 20,27; кварцевый песок - от 8,60 до 8,8; пегматит - от 0 до 0,25.

Недостатком этого состава шихты также является относительно низкая реакционная способность шихты алюмооксидного носителя катализатора и необходимость проведения процесса его синтеза при температуре выше 1400°С.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение выхода кордиерита при одновременном снижении температуры синтеза алюмооксидного носителя катализатора, повышении его прочности и пористости.

Задача решается тем, что шихта для алюмооксидного носителя катализатора, включающая тальк и каолин, отличается тем, что дополнительно содержит белую сажу и моногидрат оксида алюминия (бемит) при следующем соотношении компонентов, мас. %: тальк - от 39 до 41; каолин - от 19 до 21; моногидрат оксида алюминия (бемит) - от 26 до 30 и белую сажу - остальное.

Технический результат заключается в повышении выхода кордиерита при снижении температуры синтеза алюмооксидного носителя катализатора, повышении его прочности и пористости.

Шихта для получения алюмооксидного носителя катализатора, включающая природные соединения алюминия, кремния и магния (тальк и каолин), дополнительно содержит белую сажу, полученную путем осаждения диоксида кремния из водного раствора силиката натрия отходящими газами содового производства, а также моногидрат оксида алюминия (бемит), полученный гидротермальным методом, при следующем соотношении компонентов, мас. %: тальк - от 39 до 41; каолин - от 19 до 21; моногидрат оксида алюминия (бемит) - от 26 до 30 и белую сажу - остальное.

В качестве сырьевых компонентов, входящих в предлагаемый состав шихты, используются тальк (ГОСТ 21235-75), каолин (ГОСТ 21286-82), технический глинозем (ГОСТ 30559-98), кварцевый песок (ГОСТ Р 51641-2000), полевой шпат (ГОСТ 4422-73), белая сажа (ГОСТ 18307-78) и моногидрат оксида алюминия (патент RU 2363659 С1, 10.08.2009).

Исходная шихта готовится путем измельчения сырьевых компонентов до получения остатка па сите №0063 от 2 до 3%, перемешивания и увлажнения водой до влажности от 8 до 10%. Из полученной керамической массы методом полусухого прессования формуют изделия, сушат и обжигают при температурах от 1200 до 1250°С в электрической печи с экспозицией 4 ч и 2 ч соответственно.

Предлагаемое изобретение поясняется следующими примерами.

Пример 1

Шихту, включающую, мас. %: тальк - 39; каолин - 21; моногидрат оксида алюминия (бемит) - 26 и белую сажу Б-50 - 14, измельчают в планетарной мельнице "Пульверизетте-5" (фирма Fritch, Германия), используя мелющие цирконевые шары диаметром 10 мм, с частотой вращения 300 об./мин и продолжительностью - 4 ч. Затем шихту увлажняют до влажности от 8 до 10%, методом сухого прессования формуют изделия, сушат и обжигают при температурах от 1200 до 1250°С в электрической печи с экспозицией 4 ч и 2 ч соответственно.

Пример 2

Шихту, включающую, мас. %: тальк - 40; каолин - 20; моногидрат оксида алюминия (бемит) - 28 и белую сажу Б-100 - 12, измельчают и увлажняют до влажности от 8 до 10%. Затем получают керамические изделия аналогично примеру 1.

Пример 3

Шихту, включающую, мас. %: тальк - 41; каолин - 19; моногидрат оксида алюминия (бемит) - 30 и белую сажу Б-120 - 10, измельчают и увлажняют до влажности от 8 до 10%. Затем получают керамические изделия аналогично примеру 1.

Составы шихты предлагаемого алюмооксидного носителя катализатора и показатели основных его свойств (в сравнении с прототипом: состав 4) приведены в таблице.

Повышенные термомеханические характеристики в сочетании с высокой пористостью алюмооксидных носителей катализаторов из предлагаемого кордиеритового состава шихты обусловлены активизацией процесса формирования фазовой структуры при введении белой сажи и бемита в результате их наноразмерных эффектов.

Предлагаемый состав шихты алюмооксидных носителей катализаторов может быть использован для изготовления сотовых субстратов каталитических сажевых фильтров и нейтрализаторов отходящих газов двигателей внутреннего сгорания и других силовых агрегатов.

Шихта алюмооксидного носителя катализатора, включающая тальк и каолин, отличающаяся тем, что дополнительно содержит белую сажу и моногидрат оксида алюминия (бемит) при следующем соотношении компонентов, мас. %: тальк - от 39 до 41; каолин - от 19 до 21; моногидрат оксида алюминия (бемит) - от 26 до 30 и белую сажу - остальное.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам получения носителей катализаторов различной геометрической формы на основе оксида алюминия со структурой корунда и может быть использовано в производстве катализаторов.

Изобретение относится к способу приготовления носителя на основе активного оксида алюминия для катализаторов гидроочистки нефтяных фракций. Предложен способ приготовления носителя для катализаторов гидроочистки на основе активного оксида алюминия, включающий смешивание гидроксида алюминия "сырая лепешка" с порошком гидроксида алюминия, обработку смеси раствором органической кислоты, формовку, сушку и прокаливание.
Изобретение относится к области неорганической химии, в частности к способу получения прекурсора для синтеза лейкосапфира. Предложенный способ заключается в том, что смесь гидраргиллита с 1÷15 мас.% электрокорунда с размером зерна от 10 до 50 мкм заливают 0,5÷2 мас.% водного раствора соляной кислоты и размешивают до образования композиции из однородной дисперсной фазы, композицию помещают в автоклав, в котором осуществляют гидротермальную обработку при температуре 180÷220°С в течение 4÷26 часов, полученную смесь образовавшегося и электрокорунда сначала греют в муфельной печи на воздухе при температуре не выше 1200°С до полного удаления влаги, далее переносят в вакуумную печь, нагревают и выдерживают при температуре от 1700 до 1800°С в течение 1÷2 часов, полученную керамику затем охлаждают до образования прекурсора.

Изобретение относится к способу получения алюмохромового катализатора для процессов дегидрирования парафиновых углеводородов до соответствующих непредельных углеводородов, к катализатору и к способу дегидрирования.

Изобретение относится к пористым керамическим телам, имеющим сложную форму, которая, в частности, подходит для применения в качестве носителя для каталитически активного вещества.

Изобретение относится к области химической технологии и каталитической химии и может найти применение в производстве катализаторов для различных отраслей химической и нефтехимической промышленности, а именно изобретение относится к способу получения алюмооксидного носителя для катализатора, включающему гидротермальную обработку порошкообразного металлического алюминия в соотношении Al:H2O=1:8-40 и сушку продуктов гидротермального синтеза, при этом используют порошкообразный металлический алюминий с размером частиц 10÷500 нм, гидротермальную обработку проводят в одну стадию при низкой температуре 20÷100°C в течение не более 20 мин без предварительной подготовки материалов и без использования автоклавного оборудования.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Для получения сфероидальных частиц оксида алюминия готовят суспензию, содержащую воду, кислоту и по меньшей мере один порошок бемита.

Изобретение относится к вариантам носителей катализатора гидрооблагораживания вакуумного газойля. Согласно первому варианту носитель катализатора содержит 30-80 мас.% оксида алюминия в виде бемита или псевдобемита и 20-70 мас.% оксида алюминия, полученного предварительной обработкой гидроксида алюминия 1-7%-ным раствором азотной кислоты при температуре раствора 5-10°C и просушенного распылением в токе горячего воздуха при температуре 190-210°C с получением частиц, 80% которых имеют размер менее 45 мкм, при этом носитель имеет объем пор 0,54-0,70 см3/г и коэффициент механической прочности 2,6-3,5 кг/мм.

Изобретение относится к способу селективного гидрирования ацетиленовых углеводородов в среде олефинов и диолефинов, включающему пропускание через слой катализатора потока водорода, олефинов и/или диолефинов, содержащих примеси ацетиленовых углеводородов.

Изобретение относится к способу получения носителя для катализатора паровой конверсии и высокотемпературных абсорбентов диоксида углерода. Описан способ получения носителя из оксида иттрия, включающий получение композиции указанного выше материала с этиленгликолем, укладку композиции в силиконовые формы и нагревание ее с превращением в пористый гранулированный материал с гранулами требуемого размера.

Изобретение относится к процессам производства катализаторов для парового риформинга углеводородного сырья и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности.

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к приготовлению катализаторов для парового риформинга углеводородного сырья, и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности.

Изобретение относится к способу очистки вредных техногенных газовых выбросов в атмосферу от различных загрязнителей и может быть использовано для нейтрализации токсичных вредных продуктов при очистке промышленных выбросов, продуктов сжигания промышленных и бытовых отходов, а также выхлопных газов бензиновых и дизельных двигателей.

Изобретение относится к области получения катализаторов алкилирования изобутана изобутеном. Описывается способ получения катализатора на основе цеолита типа NaNH4Y с остаточным содержанием Na2O не более 0,8 мас.%, включающий пропитку при перемешивании кристаллов цеолита водным раствором нитрата лантана до содержания в цеолите 3,0 мас.% лантана, смешение со второй суспензией, полученной пептизацией водным раствором HNO3 до рН 1-3 порошка гидроксида алюминия (псевдобемита), гранулирование формовочной массы, провяливание при комнатной температуре 18-24 ч, сушку с подъемом температуры 2 град/мин и выдержкой при 110±10°C не менее 5 ч, прокаливание с подъемом температуры 10 град/мин, выдержкой при 280±10°C не менее 4 ч и при 510±10°C не менее 4 ч; порошки цеолита и гидроксида алюминия имеют размер частиц менее 20 мкм, во вторую суспензию дополнительно вводят раствор сульфата циркония и метасиликат алюминия с размером частиц менее 20 мкм, а формовочную массу с плотностью 1,25±0,05 г/см3 гранулируют методом сферообразования в углеводородной жидкости с последующей коагуляцией в растворе аммиака с концентрацией 17±0,5 мас.%, содержащего 5,5±0,2 мас.% парамодибдата или паравольфрамата аммония, при следующем массовом соотношении компонентов в формовочной массе, %: цеолит типа NaNH4Y - (9,2-10,7), нитрат лантана (0,67-0,77), гидроксид алюминия (псевдобемит) - (11,3-12,4), сульфат циркония - (9,0-12,8), метасиликат алюминия - (0,73-1,0), азотная кислота - (0,36-0,4), вода - до 100.
Настоящее изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, а именно к катализатору и способу его приготовления для осуществления реакций межмолекулярного переноса водорода.

Изобретение раскрывает экструдированный катализатор для изомеризации 1-бутена, включающий MgO в диапазоне от 0.1 мас. % до 90 мас.
Изобретение относится к способу получения высокопористого носителя катализатора. Данный способ включает пропитку ретикулированного пенополиуретана керамическим шликером, содержащим инертный наполнитель, включающий электрокорунд, дисперсный порошок оксида алюминия с добавками, и раствор поливинилового спирта, сушку и обжиг с получением высокопористой блочно-ячеистой матрицы, обработку полученной высокопористой блочно-ячеистой матрицы алюмозолем, ее сушку, прокаливание и охлаждение с получением пористого носителя.

Предлагается способ получения катализаторов деметаллизации нефтяных фракций, выполняющих роль защиты основного катализатора в широком диапазоне условий гидрооблагораживания: от преобладания адсорбционного взаимодействия металлсодержащих компонентов сырья с поверхностью катализатора до стадии глубокого их превращения.
Изобретение относится к области нефтеперерабатывающей промышленности, а именно к способу приготовления микросферических катализаторов крекинга вакуумного газойля для получения регулируемого выхода легких олефинов C3-C4.

Изобретение относится к применению катализатора, содержащего монолит и слой катализатора, для дегидрогенизации алканов до алкенов или ароматизации при дегидрогенизации.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения цианистого водорода включает взаимодействие окиси углерода и аммиака в газовой фазе в присутствии катализатора.

Изобретение относится к технике получения термостойких носителей катализаторов и может найти применение в машиностроении, химической и других отраслях промышленности. Заявлена шихта носителя катализатора, включающая тальк и каолин, дополнительно содержащая белую сажу и моногидрат оксида алюминия при следующем соотношении компонентов, мас. : тальк - от 39 до 41; каолин - от 19 до 21; моногидрат оксида алюминия - от 26 до 30 и белую сажу - остальное. Технический результат заключается в повышении выхода кордиерита при одновременном снижении температуры синтеза алюмооксидпого носителя катализатора, повышении его прочности и пористости. 1 табл., 3 пр.

Наверх