Углеводородно-аммиачная формовка

Катализаторы, гранулы которых являются сферическими, имеют ряд преимуществ перед таблетированными. Главными из них являются: меньший механический износ за счет истирания, большая удельная прочность, под которой понимается усилие, необходимое для разрушения гранулы и отнесенное к единице площади поперечного сечения гранулы. Благодаря этим преимуществам катализаторы со сферическими гранулами используются в системах, в которых катализатор находится в непрерывном движении через реактор установки, например, в процессе риформинга с непрерывной регенерацией катализатора. Гранулы катализатора сферической формы можно получить различными способами, в частности, методом углеводородно-аммиачной формовки.

В основу метода положено прокапывание псевдозоля гидроксида алюминия через слой жидких углеводородов (например, керосина или дизельной фракции) в 10-12 % водный раствор аммиака. Псевдозоль гидроксида алюминия получают из А1(ОН)₃×n H₂O, в котором содержание влаги находится в пределах 80-85 %. В него добавляют 0,05 –0,07 моля одноосновной кислоты (соляной, азотной уксусной, муравьиной и др.) на моль А1₂О₃ для пептизации. Молекулы кислоты адсорбируются на поверхности коллоидных частиц гидроксида алюминия, образуя на ней двойной электрический слой ионов. В результате сцепление между частицами ослабляется, и гидроксид становится текучим. Количество кислоты должно быть оптимальным, т.к. и избыток, и недостаток кислоты не приводят к пептизации.

При прохождении углеводородной фазы капли псевдозоля гидроксида алюминия принимают сферическую форму. Она закрепляется в растворе аммиака, т.к. кислота, вызвавшая пептизацию, нейтрализуется раствором аммиака. Необходимо некоторое время выдержать готовые гранулы в растворе аммиака для того, чтобы его молекулы проникли вглубь гранулы и нейтрализация кислоты произошла во всем ее объеме.

На границе раздела фаз углеводород – раствор аммиака существует поверхностное натяжение, способное деформировать каплю псевдозоля. Для того, чтобы этого не произошло, в систему помещают небольшое количество поверхностно-активного вещества, снижающего поверхностное натяжение.

Некоторые вещества, растворы которых имеют кислую реакцию, можно вводить в псевдозоль гидроксида алюминия. В этом случае получающийся оксид будет содержать активные компоненты и модификаторы. Например, при получении алюмоплатинооловянного катализатора риформинга соединение олова входит в состав носителя. Олово вводят из раствора хлорида, раствор которого вследствие гидролиза имеет кислую реакцию.

Если в объеме раствора аммиака присутствуют некоторые вещества (например, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль или полиэтиленгликоль), это приведет к получению более широкопористого носителя с большим объемом пор.

Показатели пористой структуры носителя можно также изменить, если гранулы, извлеченные из раствора аммиака, поместить на определенное время в водный раствор названных веществ. В зависимости от концентрации раствора эффективный радиус пор и объем пор увеличиваются в большей или меньшей степени.

Масляная формовка.

Процесс предложен фирмой UOP. Исходным веществом является основная соль алюминия – оксихлорид алюминия А1₂(ОН)₅С1. Получают его действием концентрированной соляной кислоты на металлический алюминий. Получившийся золь представляет собой полимеризованный оксихлорид. Соль смешивают с раствором гексаметилентетрамина (CH₂)₆N₄. Смесь подается в обогреваемую колонну, наполненную легким маслом. При прохождении через нее гексаметилентетрамин разлагается:

(CH₂)₆N₄ + 6H₂O « 6CH₂O + 4NH₃

Выделившийся аммиак нейтрализует основную соль. Происходит гелеобразование (образование аморфного гидроксида алюминия).

А1₂(ОН)₅С1 + NH₃ + H₂O® 2А1(ОН)₃ + NH₄Cl

Полупрозрачные шарики извлекаются со дна колонны, затем выдерживаются в специальных растворах. Происходит кристаллизация гидроксида алюминия в сформованных шариках. Получающиеся кристаллы гидроксида алюминия однородны по размерам. Поэтому распределение пор в оксиде алюминия, который получается после сушки и прокаливания отформованных шариков, также однородное. Диаметр и объем пор легко регулировать, изменяя условия кристаллизации.

Поиск по сайту: