×
19.06.2019
219.017.8518

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИТНОГО АЛЮМОСИЛИКАТНОГО МАТЕРИАЛА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002205685
Дата охранного документа
10.06.2003
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способу получения высокопористых алюмосиликатных композитных материалов, обладающих высокой прочностью. Данные материалы могут быть использованы как адсорбенты, носители для катализаторов, а также в других областях применения пористых материалов. Способ приготовления композитного алюмосиликатного материала, состоящего из монтмориллонита и/или его натриевой формы и рентгеноаморфного термодиспергированного оксида алюминия, в котором в суспензию предварительно обработанного азотной кислотой гидратированного монтмориллонита и/или его натриевой формы вводят сухой термодиспергированный оксид алюминия, и после смешения полученную композицию подвергают совместной обработке азотной кислотой. Технический эффект - получение прочных высокопористых алюмосиликатных композиционных материалов. 4 з.п. ф-лы.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к способу получения высокопористых алюмосиликатных композитных материалов, обладающих высокой прочностью. Данные материалы могут быть использованы как адсорбенты, носители для катализаторов, а также в других областях применения пористых материалов.

Известен способ приготовления пористых алюмосиликатных композиций на основе монтмориллонита и переосажденного гидроксида алюминия, заключающийся в смешении суспензии гидратированного монтмориллонита с суспензией переосажденного гидроксида алюминия с последующим упариванием композиции, экструзионной формовки композиции в гранулы, сушки и прокалки гранул [В.А. Дроздов, В. П. Доронин, Т.П. Сорокина, Т.И. Гуляева, В.К. Дуплякин, Текстурно-прочностные свойства композиции оксид алюминия - монтмориллонит, Кинетика и катализ, т.42, 1, с. 129-138 (2001 г.)].

Известный способ обладает следующими недостатками:
- используют переосажденный гидроксид алюминия, имеющий высокую стоимость;
- объем пор прокаленного получающегося композитного материала при соотношении монтмориллонит : оксид алюминия менее 1:6 составляет менее 0,5 см3/г, а при меньших содержаниях монтмориллонита экструдаты получаются недостаточно прочными.

Изобретение решает задачу создания прочных высокопористых алюмосиликатных композитных материалов.

Задача решается способом приготовления композитного алюмосиликатного материала, состоящего из монтмориллонита и/или его натриевой формы и рентгеноаморфного термодиспергированного оксида алюминия, в котором в суспензию предварительно гидратированного монтмориллонита и/или его натриевой формы вводят сухой термодиспергированный оксид алюминия при весовом соотношении монтмориллонит и/или его натриевая форма : оксид алюминия от 1:1 до 1:5, весовое соотношение монтмориллонит и/или его натриевая форма : вода при гидратации составляет от 1:10 до 1:15.

Монтмориллонит и/или его натриевую форму перед смешением с термодиспергированным оксидом алюминия подвергают обработке азотной кислотой.

Мольное соотношение азотная кислота : оксид алюминия составляет от 0,05 до 0,11, обработку азотной кислотой проводят при температуре 50-80oС.

Применение в качестве исходного источника оксида алюминия рентгеноаморфного термодиспергированного оксида алюминия позволяет существенно увеличить объем пор получающихся экструдатов. При этом он имеет низкую стоимость. Прочность экструдатов регулируют пептизацией монтмориллонита и композиции монтмориллонит -термодиспергированный оксид алюминия соответствующим количеством азотной кислоты.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Композицию готовят из двух компонентов - монтмориллонита (бентонитовая глина) и/или его натриевой формы и продукта термохимической активации глинозема - термодиспергированного рентгеноаморфного оксида алюминия.

Характеристика исходных компонентов:
Монтмориллонит:
В качестве компонента используют бентонитовую глину (13 и/или 14 горизонты) Таганского месторождения (республика Казахстан).

Бентонитовая глина представляет собой частицы неправильной формы размером от 1 до 40 см серо-коричневого цвета. Рентгенофазовый анализ показывает, что основной фазой является монтмориллонит, в качестве примеси присутствует кварц с содержанием менее 5 мас.%.

Химический состав глины в мас.% (в виде диапазонов возможных вариаций химического состава):
Na2O - 0,3-1,9
СаО - 0,8-2,0
MgO - 2,2-3,8
Al2O3 - 18-24
SiO2 - 64-76
Fe2О3 - 1,5-4,0
В следовых количествах присутствуют оксиды титана, марганца и других металлов. Потери при прокаливании при 800oС бентонитовой глины составляют от 15 до 30 мас.%, в том числе при сушке до 100oС от 8 до 15 мас.%.

Продукт термохимической активации глинозема - термодиспергированный оксид алюминия.

Продукт термохимической активации глинозема представляет собой белый порошок (возможен сероватый или кремовый оттенок) с размером частиц менее 40 мкм. Массовая доля потерь при прокаливаниии при температуре 800oС от 8 до 16 мас.% Содержание оксида натрия не более 0,4 мас.%.

Рентгенофазовый анализ показывает наличие аморфного гидроксида алюминия, непревращенного гиббсита с содержанием 3-8 мас.%, а также некоторое количество псевдобемита и оксида алюминия.

Химический состав, мас.%:
Na2O - 0,11-0,40
2О3 - 0,1-0,20
Al2O3 - Остальное
Монтмориллонит подвергают размолу. Затем монтмориллонит сушат на воздухе при температуре 110-130oС в течение 3-5 ч. Остаточная влажность полученной глины должна составлять от 8 до 15 мас.%
Монтмориллонит подвергают гидратации при весовом соотношении глина : вода, равном от 1:10 до 1:16. Полученная смесь представляет собой высокоподвижную суспензию. Температура гидратации комнатная. Время гидратации - не менее 6 ч. Гидратацию проводят 2 ч в покое, затем при перемешивании. Гидратированную суспензию глины подвергают активации азотной кислотой из расчета от 0,03 до 0,05 моля на моль оксида алюминия. Активацию глины проводят при температуре 60-70oС в течение не менее 3 ч при перемешивании. К активированной глине при перемешивании добавляют сухой порошок термодиспергированного оксида алюминия в весовом соотношении глина : оксид алюминия, равном от 1: 1 до 1: 5 в расчете на абсолютно сухие вещества (определяют по ППП при 800oС).

К композиции глина : термодиспергированный оксид алюминия при перемешивании добавляют азотную кислоту из расчета от 0,05 до 0,07 М на моль оксида алюминия и смесь подвергают совместной активации и пептизации при температуре 60-70oС в течение 3 ч при перемешивании.

Процесс упаривания суспензии проводят до остаточной влажности 45-55 мас. %. Смесь подвергают формованию в экструдаты.

Сушку экструдатов осуществляют в два этапа:
- провяливание на воздухе в течение 3 ч,
- сушка при температуре 100oС в течение 3 ч.

Предлагаемые условия приготовления пористого алюмосиликатного композитного материала обеспечивают получение материала с объемом пор, определяемым по влагоемкости, не менее 0,6 см3/г. Прочность на раздавливание по образующей не менее 1,2 кг/мм. Удельная поверхность по БЭТ полученного пористого композитного материала составляет 250-270 м3/г.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Характеризует известный способ приготовления композитного материала.

23 г монтмориллонита с влажностью 15 мас.% подвергают гидратации при весовом соотношении вода : монтмориллонит, равном 14:1, при этом получают 280 мл суспензии. Температура гидратации комнатная, время гидратации 6 ч. К суспензии монтмориллонита добавляют 300 мл суспензии переосажденной гидроокиси алюминия, содержащей 80 г оксида алюминия (в пересчете на абсолютно сухое вещество). Смесь суспензий 580 мл, содержащая 100 г сухого вещества, подвергают упариванию при температуре 90oС до остаточной влажности 55 мас.%. Смесь формуют в экструдаты. Экструдаты провяливают на воздухе 3 ч и сушат в сушильном шкафу 3 ч при температуре 100oС. Прокалку экструдатов проводят в муфеле при 500oС в течение 3 ч.

Объем пор полученных экструдатов составляет 0,41 см3/г. Прочность на раздавливание 1,1 кг/мм.

Примеры 2-7 иллюстрируют предлагаемый способ.

Пример 2. 23 г монтмориллонита с влажностью 15 мас.% подвергают гидратации при весовом соотношении вода : монтмориллонит, равном 15:1, при этом получают 300 мл суспензии. Температура гидратации комнатная, время гидратации 6 ч. К суспензии монтмориллонита добавляют при перемешивании 23 мл 6,5% азотной кислоты (0,03 моля кислоты на моль оксида алюминия). Температуру суспензии поднимают до 60oС и суспензию выдерживают при данной температуре в течение 3 ч. К 325 мл суспензии активированного монтмориллонита при перемешивании добавляют 80 г термодиспергированного оксида алюминия. Таким образом, весовое соотношение монтмориллонит : термодиспергированный оксид алюминия составляет 1:4. В полученную композицию для пептизации вводят 5,4 мл 65% азотной кислоты (0,07 моля кислоты на моль оксида алюминия) и полученную композиция выдерживают при температуре 60oС в течение 3 ч. Смесь, содержащую 100 г сухого вещества, подвергают упариванию при температуре 80oС до остаточной влажности 50 мас.%. Смесь формуют в экструдаты. Экструдаты провяливают на воздухе 3 ч и сушат в сушильном шкафу 3 ч при температуре 100oС. Прокалку экструдатов проводят в муфеле при 500oС в течение 3 ч. Объем пор полученных экструдатов составляет 0,65 см3/г. Прочность на раздавливание 1,7 кг/мм.

Пример 3. Приготовление композиции проводят, как в примере 2. Отличие заключается в изменении соотношения монтмориллонит : термодиспергированный оксид алюминия до уровня 1:1. Объем пор полученных прокаленных экструдатов составляет 0,51 см3/г. Прочность полученных прокаленных экструдатов составляет 2,8 кг/мм. Таким образом, при малых соотношениях монтмориллонит : термодиспергированный оксид алюминия получаются высокопрочные экструдаты с меньшим объемом пор.

Пример 4. Приготовление композиции проводят, как в примере 2. Отличие заключается в изменении соотношения монтмориллонит : термодиспергированный оксид алюминия до уровня 1:5. Объем пор полученных прокаленных экструдатов составляет 0,68 см3/г. Прочность полученных прокаленных экструдатов составляет 1,2 кг/мм. Таким образом, при высоких соотношениях монтмориллонит : термодиспергированный оксид алюминия не удается получить высокопрочный композитный материал.

Пример 5. Приготовление композиции проводят, как в примере 2. Отличие заключается в изменении мольного соотношения азотная кислота : оксид алюминия на стадии пептизации композиции до уровня 0,08 моля кислоты на моль оксида алюминия. Объем пор полученных прокаленных экструдатов составляет 0,56 см3/г. Прочность полученных прокаленных экструдатов составляет 2,8 кг/мм. Таким образом, при высоких мольных соотношениях азотная кислота : оксид алюминия не удается получить высокопористый композитный материал.

Пример 6. Приготовление композиции проводят, как в примере 5. Отличие заключается в изменении мольного соотношения азотная кислота : оксид алюминия на стадии пептизации композиции до уровня 0,05 моля кислоты на моль оксида алюминия. Объем пор полученных прокаленных экструдатов составляет 0,71 см3/г. Прочность полученных прокаленных экструдатов составляет 0,8 кг/мм. Таким образом, при низких мольных соотношениях азотная кислота : оксид алюминия не удается получить высокопрочный композитный материал.

Пример 7. Приготовление композиции проводят, как в примере 2. Отличие заключается в применении натриевой формы монтмориллонита. Объем пор полученных прокаленных экструдатов составляет 0,72 см3/г. Прочность полученных прокаленных экструдатов составляет 1,8 кг/мм. Таким образом, применение натриевой формы монтмориллонита также обеспечивает получение высокопористого и прочного композитного материала.

Как видно из приведенных примеров, предлагаемый способ позволяет получать прочные высокопористые алюмосиликатные композитные материалы, которые могут найти широкое применение как адсорбенты, носители катализаторов, а также в других областях применения пористых материалов.

1.Способприготовлениякомпозитногоалюмосиликатногоматериала,включающийсмешениесуспензиипредварительногидратированногомонтмориллонитаиисточникаоксидаалюминия,упаривание,формование,сушкуипрокаливание,отличающийсятем,чтовкачествеисточникаоксидаалюминияиспользуютсухойрентгеноаморфныйтермодиспергированныйоксидалюминия,которыйсмешиваютссуспензиейгидратированногомонтмориллонитаи/илиегонатриевойформы,предварительнообработаннойазотнойкислотой,ипослесмешенияполученнуюкомпозициюподвергаютсовместнойобработкеазотнойкислотой.12.Способпоп.1,отличающийсятем,чтовесовоесоотношениемонтмориллонитаи/илиегонатриевойформыкоксидуалюминиясоставляет1:1-1:5.23.Способпопп.1и2,отличающийсятем,чтовесовоесоотношениемонтмориллонити/илиегонатриеваяформа:водапригидратациисоставляет1:10-1:15.34.Способпопп.1-3,отличающийсятем,чтомольноесоотношениеазотнаякислота:оксидалюминиясоставляет0,05-0,11.45.Способпопп.1-4,отличающийсятем,чтообработкуазотнойкислотойпроводятпритемпературе50-80С.5
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 12.
11.03.2019
№219.016.de02

Аппарат для тепловой обработки рабочего тела

Изобретение относится к аппаратам кипящего слоя и может быть использовано в энергетической, химической, металлургической, угольной и других отраслях промышленности. Аппарат для тепловой обработки рабочего тела в кипящем слое дисперсной насадки представляет собой вертикальный корпус с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002162197
Дата охранного документа: 20.01.2001
15.03.2019
№219.016.e054

Способ получения гидроксида алюминия байеритной структуры и эта-оксида алюминия на его основе

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в производстве гидроксида алюминия со структурой байерита и эта-оксида алюминия на его основе, применяемых в производстве катализаторов, носителей и т.д. Способ получения гидроксида алюминия байеритной структуры включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02237018
Дата охранного документа: 27.09.2004
20.03.2019
№219.016.ea2c

Микросферический оксид алюминия и способ его приготовления

Изобретение используют в производстве микросферического, устойчивого к истиранию γ-АlO, применяемого в качестве адсорбента, катализатора, носителя для катализаторов при проведении процессов в кипящем, движущемся слое катализаторов. Микросферический оксид алюминия с модифицирующими добавками, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02163886
Дата охранного документа: 10.03.2001
29.03.2019
№219.016.f062

Способ получения циклопентанона

Изобретение относится к способу получения циклопентанона. Способ основан на реакции жидкофазного окисления циклопентена в циклопентанон закисью азота вприсутствии инертного газа-разбавителя, при температуре 100-300°С и давлении закиси азота 1,5-100 атм.Процесс обеспечивает высокую селективность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02227135
Дата охранного документа: 20.04.2004
29.03.2019
№219.016.f064

Способ получения моноциклических кетонов с-с

Изобретение относится к способу получения моноциклических кетонов С-С. Способ заключается в реакции окисления моноциклических алкеновформулы СH, содержащих 7-20 атомов углерода в цикле, в соответствующие моноциклические кетоны закисью азота в присутствии инертного газа-разбавителя, при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02227136
Дата охранного документа: 20.04.2004
04.04.2019
№219.016.fd16

Способ получения цеолита

Изобретение относится к способам получения цеолита типа ZSM-5, применяемого в качестве катализатора для переработки различного углеводородного сырья. Изобретение решает задачу увеличения каталитической стабильности за счет получения небольших по размеру кристаллов ZSM-5 цеолита с более...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02174952
Дата охранного документа: 20.10.2001
19.04.2019
№219.017.2d60

Способ приготовления катализатора и способ получения агента снижения гидродинамического сопротивления на основе полигексена, получаемого с использованием этого катализатора

Изобретение относится к способам получения высокомолекулярных высших полиальфаолефинов, в частности полигексена, и катализаторам для осуществления этого способа. Высокомолекулярные высшие полиальфаолефины используют в различных областях, в частности в качестве агентов снижения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02230074
Дата охранного документа: 10.06.2004
29.04.2019
№219.017.3fe0

Кислородсодержащее гидратированное соединение алюминия и способ его получения

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано в производстве оксидов и гидроксидов алюминия различных модификаций, солей алюминия и др. Описано кислородсодержащее гидратированное соединение алюминия общей формулы AlO·nHO, содержащее катионы алюминия в 4, 5 и 6...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002237019
Дата охранного документа: 27.09.2004
29.04.2019
№219.017.4028

Способ получения цеолита бета

Изобретение относится к области синтеза цеолита Бета, который находит широкое применение в качестве катализатора в процессах нефтепереработки, основной и тонкой органической химии, а также в качестве адсорбента. Способ получения цеолита Бета включает гидротермальную кристаллизацию реакционной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02214965
Дата охранного документа: 27.10.2003
18.05.2019
№219.017.5575

Каталитический теплогенератор и способ регулирования его мощности

Изобретение может быть использовано в системах теплоснабжения и при сжигании топлива для нагрева рабочих тел, где сжигание различных топлив происходит в псевдоожиженном слое. Каталитический теплогенератор с регулированием тепловой мощности за счет изменения поверхности теплообмена,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002232942
Дата охранного документа: 20.07.2004
Показаны записи 1-7 из 7.
15.03.2019
№219.016.e054

Способ получения гидроксида алюминия байеритной структуры и эта-оксида алюминия на его основе

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в производстве гидроксида алюминия со структурой байерита и эта-оксида алюминия на его основе, применяемых в производстве катализаторов, носителей и т.д. Способ получения гидроксида алюминия байеритной структуры включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02237018
Дата охранного документа: 27.09.2004
29.03.2019
№219.016.f878

Способ каталитической переработки метана

Использование: нефтехимия. Сущность: переработку метана с получением углеводородов с числом углеродных атомов больше единицы (С ) проводят путем добавления в метан углеводородного сырья с числом углеродных атомов больше единицы в количестве не менее 5% от общего количества подаваемого в систему...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02186755
Дата охранного документа: 10.08.2002
10.04.2019
№219.016.ff9c

Способ и устройство для импульсной тепловой обработки сыпучих материалов

Изобретение относится к способу и аппаратурному оформлению процессов кратковременной тепловой обработки сыпучих материалов и может быть использовано в химической, пищевой, деревообрабатывающей промышленности и др. Способ импульсной тепловой обработки сыпучих материалов включает стадии испарения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002264589
Дата охранного документа: 20.11.2005
10.04.2019
№219.016.ffaf

Способ разложения сероводорода и/или меркаптанов

Изобретение относится к области газо- и нефтепереработки, а именно к способам разложения и утилизации сероводорода и/или меркаптанов (тиолов), и может применяться для производства водорода и серы из сероводорода, а также для очистки от сероводорода и меркаптанов газовых смесей. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002261838
Дата охранного документа: 10.10.2005
29.04.2019
№219.017.3fe0

Кислородсодержащее гидратированное соединение алюминия и способ его получения

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано в производстве оксидов и гидроксидов алюминия различных модификаций, солей алюминия и др. Описано кислородсодержащее гидратированное соединение алюминия общей формулы AlO·nHO, содержащее катионы алюминия в 4, 5 и 6...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002237019
Дата охранного документа: 27.09.2004
18.05.2019
№219.017.5575

Каталитический теплогенератор и способ регулирования его мощности

Изобретение может быть использовано в системах теплоснабжения и при сжигании топлива для нагрева рабочих тел, где сжигание различных топлив происходит в псевдоожиженном слое. Каталитический теплогенератор с регулированием тепловой мощности за счет изменения поверхности теплообмена,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002232942
Дата охранного документа: 20.07.2004
27.06.2019
№219.017.992a

Устройство для беспламенного сжигания сбросных газов

Изобретение может быть использовано для сжигания сбросных газов, в том числе высокого давления, в процессе добычи и переработки природного газа и нефти. Корпус горелочного устройства, установленного на газоподводящем стволе, выполнен коническим с расширением вверху, в корпусе дополнительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002266469
Дата охранного документа: 20.12.2005
+ добавить свой РИД