Способ получения шарикового силикагеля

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 070979 (21) 2822309/23-26 (5 )М

С 01 В 33/1 93 с присоединением заявки ¹â€” (23) ПриоритетГосударствеииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 230931. Бюллетень ЙИ 35

Дата опубликования описания 230981 (53) УДК 661.183.7 (088.8) (72) Авторы изобретения

О.A. Парфюмова, Я.В. Мирский, В

А.Ю. Брук и Г.И. Гагарин

I (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ШАРИКОВОГО СИЛИКАГЕЛЯ

Изобретение относится к способам производства адсорбентов и носителей катализаторов и может быть- использовано в неФтехимической н химической отраслях промышленности.

Известен способ получения двуокиси кремния (силикагеля) в виде шариков при повышенной температуре иэ водно-органического раствора силиката щелочного металла, предпоч1-0 тительно натрия, имеющего рН 4,5-10.

Образование шариков из двуокиси кремния происходит в результате присутствия органического соединения, которое приводит к образованию диепергированной фазы, где из растворимого силнката щелочного металла образуется гидроэоль двуокиси кремния, при полнмериэации которого cosдаются желатиниэированные частички 20 двуокиси кремния (1l .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности н достигаемому реэулвтату является способ, заключающийся в том, что раствор силиката натрия с концентрацией по

Na0H 1,6-2,0 н. и модулем 2,7-2,9 осаждают водным раствором 3,0-3,4 н. серной кислоты. При этом образуется золь кремневой кислоты, который по 30 истечении некоторого времени коагулирует в гидрогель. Свежесформированные шарики подвергают синерезису" процессу самопроизвольного выделения интермицеллярной жидкости, а затем активируют слабым раствором нитрата аммония или кислотной обработкой. Завершают термохимические обработки гидрогеля промывкой паровым конденсатом до отрицательной реакции на сульфат-ион по хлористому барию н ропиткой раствором IIAB (ОП-7 или

ОП-10) для уменьшения поверхностного .натяжения интермицеллярной жидкости и снижения степени растрескивания шариков ксерогеля.

Затем следуют процессы обезвоживания и прокаливания силикагеля, а также стадии приготовления собственно катализатора, включающие пропарку и прокаливание носителя и пропитку его фосфорной кисЛотой (2l °

Недостатком известного способа является относительно невысокая термостабильность силикагеля. что при- водит к малому времени работы катализатора, приготдвленного на его основе.

Цель изобретения - разработка способа, обеспечивающего увеличение тер865792 мостабильности шарикового силикагеляносителя.

Поставленная цель достигается тем, что при осаждении из раствора силиката натрия серной кислотой в образующийся эоль в качестве наполнителя вводят тонкодисперсную суспензию двуокиси кремния в количестве 5-20 мас.% в расчете на сухое вещество носителя.

В качестве наполнителя могут быть использованы.тонкоиэмельченный силикагель, а также белая сажа, получакщая из отходов суперфосфатного производства.

При введении менее 5 мас.% наполнителя не наблюдается положительного эффекта, а при введении более 20 мас.% увеличивается степень растрескивания силикагеля.

Сущность способа заключается в следующем.

При осаждении силикагеля из раствора силиката натрия с концентрацией по NaOH-1,6-2,0 н. и модулем 2-72,9 водным раствором 3,0-3,4 н. серной кислоты в образующийся быстрокоагулнрующий эоль кремниевой кислоты вводят тонкодисперсную суспензию аморфного материала той же химической природы, что и силикагель, в количестве 5-20 мас.% в пересчете на сухое вещество носителя.

Полученный эоль коагулирует с последующим формованием в виде шариков гидрогеля в неводной среде. Соотношение растворов силиката натрия и серной кислоты 1,0:0,5-0,6. Расход суспензии аморфного материала определяется количеством наполнителя, которое необходимо ввести в состав силикагеля. При таком соотношении растворов рН золя 7,5-8,5.

Приготовленные таким способом ша° рики направляют на термомеханические обработки, включающие стадии синерезиса,активации слабым раствором нитрата аммония и промывки конденсатом с последующей пропиткой раствором IIAB, обезвоживания и прокаливания, а затем получают носитель катализатора.

Пример 1 . Раствор 1,61 н. силиката натрия с силикатным модулем

2,9 на стадии осаждения смешивают в струйном смесителе с 3,3 н ° серной кислотой и суспенэией белой сажи с концентрацией 45 г/л в пересчете на сухое вещество.

Соотношение растворов силиката натрия, серной кислоты и суспензии наполнителя 1,0:0,5:0,51. Такое количество суспенэии обеспечивает введение в силикагель 15 мас.% наполнителя. Образовавшийся быстрокоагулирующий эоль (время коагуляции 5 с) попадает на рйфленный конус, получен-. ные струйки поступают в масло, разбиваются на капли, застудневают в шарики гидрогеля.

S0

55 б0

Свежесформированные шарики гидрогеля подвергаются стадиям синерезиса в формовочной воде (раствор сульфата натрия при 45 С в течение

12 ч), активации раствором нитрата аммония, промывки коуденсатом до отсутствия ионов ЯОА. Затем пропи„тывают раствором ПАГ (ОП-7) и обезвоживают в паровой сушилке. После этих операций силикагель-носитель с наполнителем подвергают пропарке в течение 24 ч при 214 С под давлением и после этого прокалке при 640660 С в течение 100 ч.

Пример 2. Раствор 1,61 н. силиката натрия с силикатным модулем 2,9 осаждают в струйном смесителе 3,3 н водным раствором серной кислоты. Одновременно в смеситель подают тонкодисперсную суспензию белой сажи с концентрацией 86 г/л на сухое вещество. Соотношение растворов силиката натрия, серной кислоты и суспензии наполнителя 1:0,5г0,36.

Такое количество суспенэии обеспечивает введение в силикагель 20 мас .% наполнителя — белой сажи. рН золя при соосаждении 7,5. Дальнейшая обработка силикагеля проводится аналогично примеру 1.

Пример 3. Раствор 1,61 н. силиката натрия с силикатным модулем 2,9 на стадии осаждения смешивают в струйном смесителе с серной кислотой концентрацией 3,3 н . и суспензией белой сажи с концентрацией 45 г/л в пересчете на сухое вещество. Соотношение растворов силиката натрия, серной кислоты и суспензии наполнителя 1,0;0,5:0,11 . Такое количество суспензии обеспечивает введение в силикагель 3,5 мас.% наполнителя - белой сажи. рН при осаждении 7,5.

Дальнейшая обработка силикагеля проводится аналогично примеру 1.

Введение 3,5 мас . % наполнителя не влияет на свойства получаемого катализатора

Пример 4, Описанным в примере 3 методом получают селикагель, содержащий 5 мас.% белой сажи. Соотношение растворов силиката натрия, серной кислоты. и суспензии наполнителя 1,0г0,5:0,16. Такой носитель лучше сохраняет структуру после пропарки и прокалки, чем обычный силикагель.

Пример 5. Методом, описанным в примере 2, осаждают силикагель, содержащий 25 мас.% наполнителя — белой сажи. При этом соотношение растворов силиката натрия, серной кислоты и суспензии наполнителя составляет 1:0,5:0,54. При введении 25 мас.% наполнителя степень растрескивания носителя составляет

32 мас%, что превышает значение это865792

ro показателя по ТУ (не более

25 мас. %)

В таблице представлены данные по качеству полученных образцов. Для сопоставления приведено качество силикагеля-носителя промышленного выпуска.

Показатели качества

Способ

Силикагель средний радиус пор удельный объем пор, см /r удельная поверхность, м /r насыпная плотность,. г/см 9

Исходный

50-52

Ок4 Ос49 Ою83 Ою90 350 450

Известный

После пропарки

460-1000

18-40

0,46-0,49 . 0,88-0,93

Предлагаемый

0,47

340

0,82

Исходный

После пропарки

Исходный

После пропарки

0,48

195

0,86

0,47

360

0,83

200

0,87

0,48

365

0,88

0,46

Исходный

580

0,90

0,47

После пронарки

Исходный

350

0,87

0,48

После пропарки

120

110

0,91

0,49

40 ..дят суспензию двуокиси кремния в количестве 5-20 мас.% в пересчете на сухое вещество золя.

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что суспензию используют с концентрацией 5-10 мас.%.

Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CIIIL 9 365901 кл.23-182, 1972.

2. Давидянц A.A. и Первушкина Н.И., Производство катализаторов крекинга и высокоактивных силикагелей. М., Химия, 1972, с. 116-120.

Формула изобретения

Составитель Л. Темирова

Техред З,Фанта Корректор .С. Щомак

Редактор Г. Кацалап

Заказ 7973/33

Тираж 508 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-.35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал IIIIII Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4

Полученный по предлагаемому способу силикагель обладает значитель,но более высокой термостабильностью, чем носитель, получаемый по известному способу, так как при близких

1 ° Способ получения шарикового силикагеля, включающий осаждение золя двуокиси кремния при взаимодействии растворов силиката натрия и серной кислоты, его коагуляцию,формовку в виде шариков. гидрогеля, их термообработку, пропитку поверхностно-активным веществом, сушку и прокалку, отличающийся тем, что, с целью повыаения термической стабильности силикагеля, на стадии осаждения в исходные растворы ввозначениях исходной удельной поверхности и удельном объеме пор исходного силикагеля, силикагель, пблученный по предлагаемому способу, после пропарки и прокалки имеет удельную поверхность приблизительно в 10 раз большую, чем промышленный, при незначительном изменении удельного объема пор.

Внедрение предлагаемого способа позволит за счет увеличение срока службы катализатора сэкономить в год 500 тыс. руб.