×
21.05.2023
223.018.683f

Результат интеллектуальной деятельности: Алюминат магния и способ его получения (варианты)

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к химической и нефтехимической промышленности и может быть использовано при изготовлении носителей для катализаторов окислительных процессов, а также гидрирования/дегидрирования. Сначала готовят водную суспензию порошков продукта центробежно-термической активации гидраргиллита (ЦТА ГГ) и нитрата или оксида магния, взятых в стехиометрическом соотношении.По другому варианту в суспензию добавляют поверхностно-активное веществ (ПАВ), в качестве которого используют поливиниловый спирт, при массовом соотношении ЦТА ГГ:ПАВ не менее 25:1. По обоим вариантам полученную суспензию подвергают гидротермальной обработке в автоклаве при 150°С, получая формуемую экструзией высококонцентрированную суспензию, относящуюся к 0 структурно-механическому типу с преобладанием упругих деформаций. Затем проводят экструзионное формование полученной высококонцентрированной суспензии. Экструдаты сушат при 120°С и прокаливают при температуре не ниже 550°С, но менее 600°С. Изобретение обеспечивает простой способ получения высокопрочных гранул алюмината магния MgAlOсо структурой шпинели, характеризующихся величиной удельной поверхности не ниже 130 м/г, объёмом пор не ниже 0,23 см/г и механической прочностью не менее 2,8 МПа для гранул размером не менее 3 мм. Исключаются трудоёмкие стадии осаждения и отмывки, сокращается количество используемых реагентов, уменьшается или полностью исключается образование промывных вод. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 9 пр.

Изобретение относится к носителям для катализаторов различных процессов, а именно к гранулированному алюминату магния - MgAl2O4 и способу его приготовления. Использование гранулированного MgAl2O4 в качестве носителя основано на его нейтральных кислотно-основных характеристиках и очень высокой термической стабильности, что может найти широкое применение в химической и нефтехимической промышленности, например, для получения катализаторов гидрирования/ дегидрирования, а также катализаторов окислительных процессов.

Имеется достаточно информации о применении алюмината магния в качестве носителя в различных каталитических процессах [Панкина Г.В., Чернавский П.А., Лунин В.В. Биметаллические катализаторы Co-Fe/носитель: динамика гидрирования CO // Журн. физ. химии. 2013. Т. 87. №10. С. 1647-1652.; Бельская О.Б., Степанова Л.Н., Гуляева Т.И., Голинский Д.В., Белый А.С., Лихолобов В.А. Исследование катализаторов Pt/MgAlOx в реакции дегидрирования н-декана // Кинетика и катализ. 2015. Т. 56. №5. С. 663-671], а также о способах получения алюмината магния в виде порошка.

Традиционный метод приготовления алюмомагниевых шпинелей, основанный на спекании механических смесей оксидов и/или гидроксидов соответствующих металлов при температурах 1100-1300°С и выше в окислительной либо инертной атмосфере [Иванова А.С., Скрипченко Е.В., Мороз Э.М., Литвак Г.С., Кустова Г.Н., Криворучко О.П. Исследование твердофазных превращений при термообработке индивидуальных и смешанных гидроксидов магния и алюминия // Изв. Сиб. Отд. АН СССР. 1989. Т. 6. №6. С. 116-122], не позволяет готовить высокодисперсные порошки и энергозатратен.

Распространенным способом приготовления дисперсных алюминатов магния является метод совместного осаждения («золь-гель» технология) гидроксокомплексов Al3+ и Mg2+ из смешанных водных растворов солей различной природы [Evans D.G., Slade R.C.T. Structural aspects of layered double hydroxides // Struct. Bond. 2006. V. 119. P. 1-87; Li F., Duan X. Applications of layered double hydroxides // Struct. Bond. 2006. V. 119. P. 193-223; Thesis F.L., Ayoko G.A., Frost R.L. Synthesis of layered double hydroxides containing Mg2+, Zn2+, Ca2+ and Al3+ layer cations by co-precipitation methods - A review // Appl. Surf. Sci. 2018. V. 134. P. 1481-1492; Othman M.R., Helwani Z., Martunus, Fernando W.J.N. Synthetic hydrotalcites from different routes and their application as catalysts and gas adsorbents: a review // App. Organometal. Chem. 2009. V. 23. P. 335-346]. Образующиеся в результате со-осаждения осадки в виде гелей декантируют, фильтруют, промывают от примесей анионов, сушат в диапазоне температур 80-110°C и прокаливают при температурах 500-600°C и выше, в результате чего формируются алюминаты со структурой шпинели. Метод осаждения характеризуется многостадийностью и использованием большого количества растворов солей, кислот или щелочей. Со-осажденные гели содержат в высоких концентрациях примеси анионов (нитратов, сульфатов, хлоридов, карбонатов и т.д.), которые могут быть удалены только с использованием большого объема промывных вод. То есть основными недостатками способа со-осаждения для получения дисперсных сложных оксидов являются большие затраты реагентов и стоки, которые необходимо утилизировать.

Известны также способы приготовления алюмомагниевой шпинели, основанные, на взаимодействии мехактивированного гиббсита и оксидов двухвалентных металлов [Криворучко О.П., Буянов Р.А., Парамзин С.М., Золотовский Б.П. Взаимодействие механохимически активированных гидроксидов Al3+ с кристаллическими оксидами двухвалентного металла // Кинетика и катализ. 1988. Т. 29. № 1. С. 252-253]. Опубликованы результаты получения алюминатов щелочноземельных металлов с использованием гидротермальной обработки [Жужгов А.В., Кругляков В.Ю., Супрун Е.А., Проценко Р.С., Исупова Л.А. Синтез высокодисперсных алюмомагниевых оксидов на основе продукта центробежной термической активации гиббсита // Журнал прикладной химии. 2021. Т. 94. №2. С. 163-173; Патент РФ № 2735668 C1, C01F 7/16, 05.11.2020]. В приведенных выше статье и патенте РФ № 2735668 авторы описывают способ приготовления алюмината магния, наиболее близкий к предлагаемому техническому решению, но MgAl2O4 получен в виде порошка, в то время как в промышленности используются гранулированные носители и катализаторы.

Данные о приготовлении (любым методом формования) и свойствах гранул MgAl2O4 в литературе практически отсутствуют. Например, в работе [С. А. Боканегра, А. Гуэрто-Руиз, О. А. Селза, С. Р. де Мигуэль. Шпинель MgAl2O4, приготовленная методом механохимического синтеза, как носитель полиметаллических катализаторов дегидрирования парафинов // Катализ в пром-ти. 2012. № 5. С. 63-74] приводится описание приготовления порошка MgAl2O4 механохимическим методом. Порошки MgO и γ-Al2O3 (99,9 %) тщательно смешивают в молярном соотношении 1:1, а затем измельчают в очень мелкий порошок (диаметр частиц < 105 мкм) с помощью ступки. После измельчения к порошку добавляют дистиллированную воду до содержания 45 мас. %. Полученный влажный порошок или пасту вновь измельчают в шаровой мельнице в течение 24 ч при комнатной температуре, затем сушат при 100°C в течение 12 ч и прокаливают при 900°C в течение 12 ч в атмосфере воздуха. Полученное твердое вещество, шпинель MgAl2O4, далее измельчают до размеров частиц от 177 до 500 мкм.

Известны также способы приготовления алюмомагниевой шпинели, основанные, на взаимодействии мехактивированного гиббсита и оксидов двухвалентных металлов [Криворучко О.П., Буянов Р.А., Парамзин С.М., Золотовский Б.П. Взаимодействие механохимически активированных гидроксидов Al3+ с кристаллическими оксидами двухвалентного металла // Кинетика и катализ. 1988. Т. 29. № 1. С. 252-253]. Опубликованы результаты получения алюминатов щелочноземельных металлов с использованием гидротермальной обработки [Жужгов А.В., Кругляков В.Ю., Супрун Е.А., Проценко Р.С., Исупова Л.А. Синтез высокодисперсных алюмомагниевых оксидов на основе продукта центробежной термической активации гиббсита // Журнал прикладной химии. 2021. Т. 94. № 2. С. 163-173; Патент РФ № 2735668 C1, C01F 7/16, 05.11.2020]. В приведенных выше ссылках авторы описывают приготовление алюмината магния в виде порошка, в то время как в промышленности используются гранулированные носители и катализаторы.

Данные о приготовлении (любым методом формования) и свойствах гранул MgAl2O4 в литературе практически отсутствуют. Например, в работе [С. А. Боканегра, А. Гуэрто-Руиз, О. А. Селза, С. Р. де Мигуэль. Шпинель MgAl2O4, приготовленная методом механохимического синтеза, как носитель полиметаллических катализаторов дегидрирования парафинов // Катализ в промышленности. 2012. № 5. С. 63-74] приводится описание приготовления порошка MgAl2O4 механохимическим методом. Порошки MgO и γ-Al2O3 (99,9 %) тщательно смешивают в молярном соотношении 1:1, а затем измельчают в очень мелкий порошок (диаметр частиц < 105 мкм) с помощью ступки. После измельчения к порошку добавляют дистиллированную воду до содержания 45 мас. %. Полученный влажный порошок или пасту вновь измельчают в шаровой мельнице в течение 24 ч при комнатной температуре, затем сушат при 100°C в течение 12 ч и прокаливают при 900 °C в течение 12 ч в атмосфере воздуха. Полученное твердое вещество, шпинель MgAl2O4, далее измельчают до размеров частиц от 177 до 500 мкм.

Метод экструзионного формования является наиболее распространенным и удобным методом получения формованных гранул различного типоразмера, в том числе гранул сложной формы (колец, колец с перегородками, многодырчатых гранул), а также блоков сотовой структуры. Метод заключается в приготовлении высоко-концентрированной суспензии (пасты) с необходимыми структурно-механическими характеристиками, которую продавливают через фильеры различной формы и размера с последующими стадиями термообработки. Однако, информации об экструзионном формовании алюминатов очень мало, и она не содержит количественных оценок формовочной массы и свойств полученных гранул.

Например, в работе [T. Nagaoka, R.Sato,Y.Hotta, K.Watari Extrusion behavior of mono-calcium aluminate (CaAl2O4) paste // J. Ceram. Soc. Japan. 2008. V. 116 P. 239-241] описывают экструзионное формование алюмината кальция CaAl2O4, при котором получают готовый продукт в виде гранул. Исходный алюминат кальция готовят керамическим методом путем спекания механической смеси карбоната кальция и оксида алюминия при 1300°С. Полученный порошок CaAl2O4 измельчают в планетарной мельнице, затем готовят пасту из порошка и дистиллированной воды при соотношении 1:1.4, которую помещают в пластиковые мешки и выдерживают при 25°С и влажности 90% от 1 до 7 дней. По результатам экструзионного формования на плунжерном (поршневом) грануляторе имеют прямую корреляционную зависимость качества экструдата от времени выдержки пасты: чем больше время выдержки пасты, тем лучше качественные результаты формовки. Хотя количественные характеристики полученных гранул авторы не приводят, можно утверждать, что гранулы будут иметь низкую удельную поверхность (поскольку исходный порошок CaAl2O4 получен керамическим методом при высокой температуре прокаливания). Поэтому приготовить описанным способом гранулы с высокой удельной поверхностью не представляется возможным.

Изобретение решает задачу получения эффективного носителя на основе алюмината магния.

Технический результат - прочные гранулы алюмината магния со структурой шпинели с высокой удельной поверхностью не ниже 130 м2/г и объемом пор не ниже 0,23 см3/г, обладающие механической прочностью не менее 2,8 МПа.

Задача решается двумя возможными вариантами приготовления алюмината магния MgAl2O4 со структурой шпинели в форме гранул.

В первом варианте алюминат магния MgAl2O4 со структурой шпинели в форме гранул получают способом, включающим гидротермальную обработку водной суспензии порошков продукта центробежно-термической активации гидраргиллита ЦТА ГГ и нитрата магния или оксида магния, взятых в стехиометрическом соотношении, экструзионное формование полученной высококонцентрированной суспензии с последующими стадиями сушки и прокаливания, в результате чего получают алюминат магния MgAl2O4 со структурой шпинели в виде гранул, характеризующихся величиной удельной поверхности не ниже 130 м2/г, объёмом пор не ниже 0,23 см3/г и механической прочностью не менее 2,8 МПа для гранул размером не менее 3 мм.

В втором варианте алюминат магния MgAl2O4 со структурой шпинели в форме гранул получают способом, включающим гидротермальную обработку водной суспензии порошков продукта центробежно-термической активации гидраргиллита ЦТА ГГ и нитрата магния или оксида магния, взятых в стехиометрическом соотношении, с добавкой поверхностно-активного вещества (ПАВ), причем соотношение ЦТА ГГ : ПАВ составляет не менее 25:1, далее проводят экструзионное формование полученной высоко-концентрированной суспензии, с последующими стадиями сушки и прокаливания, в результате чего получают алюминат магния MgAl2O4 со структурой шпинели в форме гранул, характеризующийся величиной удельной поверхности не ниже 130 м2/г, объемом пор не ниже 0,23 см3/г и механической прочностью не менее 2,8 МПа для гранул размером не менее 3 мм. При этом, добавлением поверхностно-активного вещества на стадии гидротермальной обработки, например, поливинилового спирта (ПВС), можно регулировать текстурные характеристики гранул.

В обоих вариантах гидротермальную обработку водных суспензий проводят в автоклаве при температуре 150°С, получая формуемую экструзией высококонцентрированную суспензию, относящуюся к 0 структурно-механическому типу с преобладанием упругих деформаций, и полученные экструзией гранулы (экструдаты) сушат при 120°С и затем прокаливают при температуре не ниже 550°С.

При температуре менее 550°С 100%-ный алюминат магния не образуется, а также снижается прочность гранул; при температурах выше 550°С уменьшается удельная поверхность гранул и повышается прочность. При оптимальной температуре 550°С обеспечивается получение алюмината с высокой удельной поверхностью и достаточной прочностью гранул. Отличительной особенностью данного способа является то, что для приготовления формовочной массы дополнительно не используют пластификаторы и электролиты, добавляемые при приготовлении формовочной массы в смесительных аппаратах, т.е. стадия пластификации отсутствует.

Пластическую прочность полученной формовочной массы (пасты) Pm определяют на коническом пластометре конструкции Ребиндера и рассчитывают по формуле Pm=KαF/h2, где F - внешняя нагрузка, h - глубина погружения конуса, Kα - безразмерный коэффициент, зависящий от угла при вершине конуса α.

Константы упруго-вязко-пластичных свойств формовочной пасты определяют на приборе конструкции Толстого по методике, предложенной в работах [Ничипоренко С.П. Физико-химическая механика дисперсных структур в технологии строительной керамики. Киев: Наукова думка, 1968. 76 с; Круглицкий Н.Н. Основы физико-химической механики: Ч.1. Киев: Вища школа, 1975. 268 с]. Для расчета параметров массы используют модель Максвелла-Шведова и Кельвина (МШК) [Круглицкий Н.Н. Основы физико-химической механики: Ч.1. Киев: Вища школа, 1975. 268 с.]:

где - относительная суммарная деформация; E1, E2 - соответственно модули быстрой и медленной эластических деформаций; P - внешняя нагрузка; P1 - условный статический предел текучести; η1 - наибольшая пластическая вязкость; η2 - вязкость упругого последействия; τ - время действия нагрузки.

Текстурные характеристики полученных гранулированных образцов MgAl2O4 определяют методом низкотемпературной десорбции азота на приборе ASAP 2400 (США). Перед анализом образцы продувают в токе N2 при температуре 200°C в течение 2 ч и затем охлаждают. Методики измерения и расчета текстурных параметров соответствуют стандартам ASTM D3663, ASTM D4820, ASTM D1993, UOP425-86. Величину удельной площади поверхности рассчитывают из количества адсорбированного азота при значениях относительного давления 0,05÷0,30. Объем пор определяют из количества адсорбированного азота при относительном давлении, близком к 1 (фактически при P/P0 =0,995) в приближении, что все доступные поры заполнены конденсированным азотом в жидком состоянии.

Механическую прочность гранул определяют, измеряя силу, при действии которой в результате соосного сжатия между двумя параллельными плоскостями происходит полное разрушение гранулы. При этом прочность характеризуют средним значением механической прочности, вычисленной из значений прочности 30 гранул по формуле (2):

,

где Р - разрушающее усилие, Н; n - число испытанных гранул; 100 - коэффициент пересчета из Н/см2 в МПа; F - площадь поперечного сечения гранул.

Определены упруго-вязко-пластичные константы формовочной массы, ее пластическая прочность и структурно-механический тип (относящийся к 0 структурно-механическому типу c преобладанием упругих деформаций); текстурные свойства и механическая прочность готовых гранул (после термообработки). Свойства паст для экструзионного формования представлены в таблице 1, где приведены характеристики: Pm - значение пластической прочности, кПа; Pk - значение предельного напряжения сдвига, кПа; Е- равновесный модуль, Па; ή1 - значение наибольшей пластической вязкости, Па с; E1 - модуль упругости, Па; E2 - модуль эластичности, Па; Пс - значение пластичности, c-1; λ - значение эластичности; Θ - период релаксации, с; , , - приведенные деформации, доли упругих, эластических и пластических деформаций; СМТ - структурно-механический тип. Свойства полученных гранул MgAl2O4 приведены в таблице 2.

Фазовый состав образцов MgAl2O4 после термообработки подтверждается данными рентгенофазового анализа (РФА). Измерения выполнены с помощью дифрактометра D-500 (фирмы «Siemens») с использованием CuKα излучения и графитового монохроматора на отраженном пучке. Съемку образцов осуществляют методом сканирования в области значений углов 2θ=10-70º с шагом 0.05° и временем накопления 3 с. Идентификацию фаз осуществляют путем сравнения экспериментальных дифрактограмм с дифрактограммами, собранными в базах данных ICDD и PDF 2.

Сущность заявленного способа иллюстрируется примерами 1-9.

Исходным сырьем для приготовления MgAl2O4 является продукт центробежно-термической активации гидраргиллита (ЦТА ГГ) марки ИК-02-76 (ТУ 2175-040-03533913-2007). ЦТА ГГ получают в центробежном флаш-реакторе барабанного типа (установка ЦЕФЛАР™) при температуре теплоэлектронагревателей 615°С, скорости вращения барабана 60 об/мин и расходе гидраргиллита 30 кг/ч [патент РФ №2264589, F26BB7/00, 20.11.2005]. Потери при прокаливании (ППП) ЦТА ГГ при 800°С составляют 13,7%. Исходное сырье для получения продукта ЦТА ГГ - гидраргиллит производства ЗАО «БазэлЦемент-Пикалево», г. Пикалево (ТУ 1711-069-00196368-2001). ЦТА ГГ перед использованием сушат в среде воздуха при температуре 110°C в течение 6 ч для обеспечения чистоты поверхности от возможных адсорбированных примесей из атмосферы в процессе хранения.

Пример 1 - 1й вариант

В автоклав загружают 50 г ЦТА ГГ и приливают 122 мл раствора нитрата магния (концентрация Mg = 0,080 г/мл), перемешивают полученную суспензию магнитной мешалкой (скорость вращения 120 об/мин) и нагревают при 150°С в течение 4 ч (давление 4,1-4,6 Бар). После остывания автоклава образующуюся высоко-концентрированную суспензию (пасту) с показателем влажности около 40% выгружают и проводят экструзионное формование на лабораторном поршневом экструдере с получением цилиндрических экструдатов диаметром 4 мм. Структурно-механические свойства суспензии приведены в таблице 1. Полученные экструдаты сушат при температуре 120°С в течение 8 ч, затем прокаливают при 550°С в течение 4 ч. Свойства гранул MgAl2O4 с диаметром ~ 3 мм, полученных после термообработки экструдатов, приведены в таблице 2.

Пример 2 - 2й вариант

В автоклав загружают 50 г ЦТА ГГ и приливают 122 мл раствора нитрата магния (концентрация Mg = 0,080 г/мл) с ПВС (1.32 г), отношение ЦТА ГГ: ПВС ~ 38:1, перемешивают полученную суспензию магнитной мешалкой (скорость вращения 120 об/мин) и нагревают при 150°С в течение 4 ч (давление 4,1-4,6 Бар). После остывания автоклава образующуюся высоко-концентрированную суспензию (пасту) с показателем влажности около 40% выгружают и проводят экструзионное формование на лабораторном поршневом экструдере с получением цилиндрических экструдатов диаметром 4 мм. Полученные экструдаты сушат при температуре 120°С в течение 8 ч, затем прокаливают при 550°С в течение 4 ч. Свойства полученных после термообработки экструдатов гранул MgAl2O4 диаметром ~ 3 мм приведены в таблице 2.

Пример 3 - 1й вариант

В автоклав загружают 60 г ЦТА ГГ, 22 г MgO и приливают 90 мл воды, перемешивают магнитной мешалкой со скоростью 120 об/мин при температуре 150°С в течение 4 ч (давление 4,1-4,6 Бар). После остывания автоклава образующуюся высоко-концентрированную суспензию (пасту) с влажностью около 40% выгружают и проводят экструзионное формование на лабораторном поршневом экструдере с получением цилиндрических экструдатов диаметром 4 мм. Структурно-механические свойства суспензии приведены в таблице 1. Полученные экструдаты сушат при температуре 120°С в течение 8 ч, затем прокаливают при 550°С в течение 4 ч. Свойства полученных после термообработки экструдатов гранул MgAl2O4 диаметром ~ 3 мм приведены в таблице 2. Пример 4 - 2й вариант

В автоклав загружают 60 г ЦТА ГГ, 22 г MgO и приливают 90 мл 2%-го раствора поливинилового спирта (содержание ПВС 1,58 г, соотношение ЦТА ГГ : ПВС ~ 38:1), перемешивают магнитной мешалкой со скоростью 120 об/мин при температуре 150°С в течение 4 ч (давление 4,1-4,6 Бар). После остывания автоклава образующуюся высоко-концентрированную суспензию с влажностью около 40% выгружают и проводят экструзионное формование на лабораторном поршневом экструдере с получением цилиндрических экструдатов диаметром 4 мм. Полученные экструдаты сушат при температуре 120°С в течение 8 ч, затем прокаливают при 550°С в течение 4 ч. Свойства полученных гранул MgAl2O4 диаметром ~ 3 мм приведены в таблице 2. Введение ПВС на стадии гидротермальной обработки обеспечивает увеличение удельной поверхности и объема пор гранул (таблица 2).

Пример 5 - 2й вариант

В автоклав загружают 60 г ЦТА ГГ, 22 г MgO и приливают 90 мл 3%-раствора поливинилового спирта (содержание ПВС 2,37 г, соотношение ЦТА ГГ : ПВС ~ 25:1), перемешивают магнитной мешалкой со скоростью 120 об/мин при температуре 150°С в течение 4 ч (давление 4,1-4,6 Бар). После остывания автоклава образующуюся высоко-концентрированную суспензию с влажностью около 40% выгружают и проводят экструзионное формование на лабораторном поршневом экструдере с получением экструдатов диаметром 4 мм. Полученные экструдаты сушат при температуре 120°С в течение 8 ч, затем прокаливают при 550°С в течение 4 ч. Свойства полученных гранул MgAl2O4 диаметром ~ 3 мм приведены в таблице 2. Увеличение количества ПВС на стадии гидротермальной обработки (снижение соотношения ЦТА ГГ: ПВС) приводит к снижению прочности гранул (таблица 2).

Пример 6

Полученные по примеру 1 экструдаты сушат при температуре 120°С в течение 8 ч, затем прокаливают при температуре 600°С в течение 4 ч. Повышение температуры прокаливания приводит к снижению удельной поверхности гранул MgAl2O4, текстурных характеристик и небольшому повышению прочности гранул (таблица 2).

Пример 7

Полученные по примеру 1 экструдаты сушат при температуре 120°С в течение 8 ч, затем прокаливают при температуре 500°С в течение 4 ч. Удельная поверхность гранул, в которых помимо фазы MgAl2O4 присутствует фаза Al2O3, составляет 135 м2/г.

Пример 8 - сравнительный

Полученную по примеру 1 высококонцентрированную суспензию после остывания автоклава сушат при 110°C в течение 12 ч, затем измельчают в шаровой мельнице в течение 1 ч и просеивают через сито с размером ячейки 100 мкм. Полученный порошок массой 100 г загружают в смеситель с Z-образными лопастями, добавляют 35 мл 1%-раствора азотной кислоты и перемешивают до получения пластичной пасты. Далее проводят экструзионное формование пасты на лабораторном поршневом экструдере с получением экструдатов диаметром 4 мм. Полученные экструдаты сушат при температуре 120°С в течение 8 ч, затем прокаливают при 550°С в течение 4 ч. Свойства полученных гранул MgAl2O4 диаметром ~3 мм приведены в таблице 2.

Пример 9 - сравнительный

Полученную по примеру 2 высококонцентрированную суспензию после остывания автоклава сушат при 110°C в течение 12 ч, затем измельчают в шаровой мельнице в течение 1 ч и просеивают через сито с размером ячейки 100 мкм. Полученный порошок массой 100 г загружают в смеситель с Z-образными лопастями, добавляют 35 мл 1%-раствора азотной кислоты и перемешивают до получения пластичной пасты. Далее проводят экструзионное формование пасты на лабораторном поршневом экструдере с получением экструдатов диаметром 4 мм. Полученные экструдаты сушат при температуре 120°С в течение 8 ч, затем прокаливают при 550°С в течение 4 ч. Свойства полученных гранул MgAl2O4 диаметром ~3 мм приведены в таблице 2.

Таким образом, предлагаемый способ в обоих вариантах позволяет получать прочные гранулы алюмината магния с высокой удельной поверхностью достаточно простым способом - экструзионным формованием пасты c получением изделий любой формы и размера по сравнению с сухим прессованием и дисковым (тарельчатым) гранулированием. В способе отсутствуют стадии осаждения, не требуются стадии фильтрования и отмывки осадка суспензии, а также стадии смешения для приготовления формуемой массы. Полученная на стадии гидротермальной обработки формуемая паста относится к 0 структурно механическому типу, характеризующемуся преобладанием упругих деформаций над пластическими и эластическими. Способ позволяет существенно сократить количество исходных реагентов, технологических стадий, а также минимизировать или полностью исключить образование промывных вод. Использование различных источников магния на стадии гидротермальной обработки и ПВС в качестве ПАВ позволяет регулировать объем пор и прочность гранул без изменения среднего размера пор, что может иметь значение при приготовлении нанесенных катализаторов пропиткой по влагоемкости заявляемого носителя, а также при определении параметров ведения каталитического процесса.

Таблица 1 - Свойства высоко-концентрированных суспензий алюмината магния
Пример Источник магния Pk ,
кПа
ή1, ·10-9
Па·с
Пс, ·106 c-1 λ E·,
МПа
Θ, с E1,
МПа
E2,
МПа
Pm
кПа

отн. ед. (%)
, отн. ед.
(%)

отн. ед. (%)
СМТ
Пример 1 Mg(NO3)2 18,5 25,3 0,73 0,35 1,85 13675 2,83 5,36 3,14 0,71
(61,2)
0,37
(31,9)
0,08
(6,9)
0
Пример 3 MgO 16,3 21,2 0,77 0,34 1,75 12114 2,67 5,11 2,87 0,75
(61,0)
0,39
(31,7)
0,09
(7,3)
0

Таблица 2- Свойства гранул алюмината магния

Пример Источник магния Удельная поверхность БЭТ, м2 Прочность гранул, Мпа Vпор,
см3
Dпор,
нм
Пример 1 Mg(NO3)2 131 3, 8 0,23 3,8
Пример 2 Mg(NO3)2 152 7,2 0,23 3,8
Пример 3 MgO 135 2,8 0,25 3,8
Пример 4 MgO 200 4, 7 0,52 3,8
Пример 5 MgO 213 3,8 0,60 4,0
Пример 6 Mg(NO3)2 120 5,1 0,22 3,7
Пример 7 Mg(NO3)2 135 1,8 0,23 3,8
Пример 8 Mg(NO3)2 121 3,06 0.23 3.8
Пример 9 MgO 120 2,1 0,23 3,8

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-7 из 7.
24.05.2019
№219.017.5ebe

Способ каталитического крекинга бутан-бутиленовой фракции и катализатор для его осуществления

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, а именно к способу переработки промышленной бутан-бутиленовой фракции и получению катализатора для осуществления этого способа. Предлагаемый катализатор крекинга бутан-бутиленовой фракции включает модифицированный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002688662
Дата охранного документа: 22.05.2019
31.05.2019
№219.017.7146

Композиция для получения водорода, способ ее приготовления и процесс получения водорода

Изобретение относится к технологиям получения водорода из твердой водородгенерирующей композиции, к способам ее приготовления методом прессования, к способу газогенерации. Твердая водородгенерирующая композиция для получения водорода содержит комплексный гидрид легких элементов, выбранный из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002689587
Дата охранного документа: 28.05.2019
01.06.2019
№219.017.71e2

Катализатор гидроочистки дизельного топлива

Предложен катализатор гидроочистки дизельного топлива, включающий в свой состав соединения кобальта, молибдена, фосфора и носитель. Катализатор содержит, мас. %: [Со(НО)(СНО)][MoO(СНО)] - 7,7-32,0; CO[HPMoO] - 11,1-29,0; носитель - остальное; носитель содержит, мас. %: борат алюминия AlBO со...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002689735
Дата охранного документа: 30.05.2019
16.08.2019
№219.017.c041

Способ получения углеродного изделия

Изобретение относится к получению углеродных изделий. Техническим результатом является повышение качества за счет исключения дефектов ячеистых углеродных изделий. Технический результат достигается способом получения углеродного изделия, который включает смешивание углеродного материала с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002697324
Дата охранного документа: 13.08.2019
04.10.2019
№219.017.d234

Способ получения углеродного материала

Изобретение может быть использовано при изготовлении конденсаторов и суперконденсаторов. Сначала исходный углеродный материал с высокой удельной поверхностью - не менее 300 м/г пропитывают по влагоемкости концентрированным раствором щелочи или соды, или соли щелочного металла. Затем проводят...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002701908
Дата охранного документа: 02.10.2019
16.11.2019
№219.017.e346

Способ получения композитных каркасных материалов (варианты)

Изобретение относится к области приготовления широкого круга композитных материалов и может найти широкое применение в производстве катализаторов, носителей, сорбентов и др. Изобретение касается способа получения композитных каркасных материалов, таких как носители, катализаторы и сорбенты, с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002706222
Дата охранного документа: 15.11.2019
29.02.2020
№220.018.0751

Способ получения сорбентов

Изобретение относится к области приготовления композитных материалов и может найти применение в производстве катализаторов, носителей, сорбентов. Предложен способ получения сорбента для удаления воды, включающий получение 3D печатной модели материала в точной координатной сетке по следующему...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002715184
Дата охранного документа: 25.02.2020
Показаны записи 1-10 из 17.
27.08.2014
№216.012.f000

Катализатор получения элементной серы по процессу клауса, способ его приготовления и способ проведения процесса клауса

Изобретение относится к катализаторам, используемым для получения элементарной серы по процессу Клауса. Предлагаемый катализатор получения элементарной серы по процессу Клауса на основе оксида алюминия представляет собой смесь χ-, γ-AlO и рентгеноаморфной фазы оксида алюминия в следующем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527259
Дата охранного документа: 27.08.2014
20.08.2016
№216.015.4bac

Способ активации катализатора для получения фторсодержащих углеводородов

Изобретение относится к области химической промышленности, к способу активации хромсодержащих катализаторов, которые могут использоваться в реакциях газофазного фторирования галогенированных углеводородов. Описан способ активации катализатора для получения фторсодержащих углеводородов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594485
Дата охранного документа: 20.08.2016
25.08.2017
№217.015.97df

Катализатор процесса дегидратации этанола в этилен, способ его приготовления и способ получения этилена

Изобретение относится к способу получения этилена в процессе дегидратации этанола при помощи высокоактивных алюмооксидных катализаторов. Описан гранулированный наноструктурированный алюмооксидный катализатор, содержащий в своем составе оксид алюминия, натрий и дополнительно серу, или фосфор,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609263
Дата охранного документа: 31.01.2017
26.08.2017
№217.015.d906

Носитель для катализаторов на основе оксида алюминия и способ его приготовления

Изобретение относится к способам получения носителей катализаторов различной геометрической формы на основе оксида алюминия со структурой корунда и может быть использовано в производстве катализаторов. Носитель для катализаторов на основе оксида алюминия со структурой корунда различной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623436
Дата охранного документа: 26.06.2017
26.08.2017
№217.015.dca4

Катализатор окисления аммиака

Изобретение относится к катализаторам окисления аммиака блочной сотовой структуры, включающим в свой состав оксиды железа, алюминия, кремния и стабилизирующую добавку, при следующем соотношении компонентов: оксид железа - 65-80; оксид алюминия - 19-30; оксид кремния 0,01-5, стабилизирующая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624218
Дата охранного документа: 03.07.2017
29.05.2018
№218.016.5807

Катализатор, способ его приготовления и процесс орто-пара-превращения водорода с использованием этого катализатора

Изобретение относится к катализатору для реакции орто-пара-превращения водорода, способу его приготовления и может найти применение в производстве жидкого криогенного пара-водорода. Описан катализатор для процесса орто-пара-превращения водорода на основе гематита α-FeO, который представляет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654693
Дата охранного документа: 22.05.2018
09.09.2018
№218.016.855c

Способ приготовления адсорбента-осушителя

Изобретение относится к способам приготовления алюмооксидного осушителя влагосодержащих газов – углеводородного, природного и других. Способ приготовления включает стадию получения псевдобемитсодержащего гидроксида алюминия гидратацией активного гидроксиоксида алюминия в слабокислом растворе,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002666448
Дата охранного документа: 07.09.2018
20.03.2019
№219.016.e701

Способ и устройство для импульсной тепловой обработки сыпучих материалов

Изобретение относится к способу и устройству термохимической активации (термоактивации) продуктов в производстве катализаторов, их носителей, адсорбентов, осушителей, наполнителей, керамики, магнитных материалов, неорганических пигментов, твердых электролитов, лекарственных и косметических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002361160
Дата охранного документа: 10.07.2009
29.03.2019
№219.016.f747

Осушитель и способ его приготовления

Изобретение может быть использовано для осушки газов. Осушитель на основе оксида алюминия содержит, масс.%: χ-АlО и рентгеноаморфная фаза - 35-95; γ-AlО и η-АlО - 5-65, имеет объем пор 0,25-0,6 см/г, эффективный средний диаметр пор 2,5-10 нм и удельную поверхность 200-400 м/г, причем удельная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002448905
Дата охранного документа: 27.04.2012
19.04.2019
№219.017.2bc5

Способ конверсии аммиака

Изобретение относится к процессам конверсии аммиака на двухступенчатой каталитической системе и может найти применение в производстве азотной и синильной кислот, а также гидроксиламинсульфата. Описан способ каталитической конверсии аммиака, заключающийся в пропускании газовой аммиак- и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002276098
Дата охранного документа: 10.05.2006
+ добавить свой РИД