Формование экструзией

Методы формования гидроксида алюминия.

Получение гидроксида алюминия гидролизом алкоголятов.

Исходной реакцией этого процесса является реакция Циглера [15]. В то время, когда нефтехимические продукты были дешевы, этот метод применяли для производства высших линейных спиртов. Исходя из алюминия обычного качества, водорода и этилена, можно осуществить следующие реакции:

синтез триэтилалюминия

Al + 1/2H₂ + 3C₂H₄ ® Al(C₂H₅)₃

рост цепи

Al(C₂H₅)₃ + 3nC₂H₄ ® Al[(C₂H₄)_nC₂H₅]₃

окисление триалкилалюминия

AlR₃ + 3/2O₂ ® Al(OR)₃

гидролиз алкоголята

Al(OR)₃ + 3H₂O ® Al(OH)₃¯ + 3ROH

Конечным продуктом является спирт, а в качестве побочного продукта образуется оксид алюминия. Из-за высокой селективности реакции образования триэтилалюминия примеси, содержащиеся в алюминии, остаются в виде нерастворимого шлама, который удаляется фильтрованием и центрифугированием. Если не считать минеральную примесь TiO₂, которая неизбежно вносится катализатором полимеризации, получается очень чистый гидроксид алюминия, имеющий высокоразвитую поверхность.

Компания CONDEA (в настоящее время SASOL) разработала процесс получения гидроксида алюминия через алкоголят, образующийся в результате прямой реакции алюминия со спиртом, причем спирт снова вводили в процесс. В этом случае большая часть примесей в металле не растворяется в растворе алкоголята и может быть удалена фильтрованием до стадии гидролиза.

Применение гидроксида алюминия, полученного этим методом оправдана, если высокая стоимость процесса компенсируется качеством продукта.

Метод имеет две стадии: стадию замешивания массы и стадию формования. Во время замешивания влажный гидроксид алюминия (содержание А1₂О₃ 18 –23 % мас., остальное вода) обрабатывается одноосновной кислотой - соляной или азотной – для придания массе пластичности. Это также приводит к повышению механической прочности готовых гранул.

Масса упаривается в месильной машине при перемешивании до влажности 55 – 60 % мас. На второй стадии масса подается шнеком формовочной машины и продавливается через фильеру. Обычно это пластина, выполненная из металла или тефлона, имеющая ряд отверстий – круглых или иной формы, через которые под большим давлением продавливается формуемая пластичная масса.

Выходящая из фильеры масса имеет вид жгутов, которые на выходе разрезаются на отрезки определенной длины с помощью специального вращающегося ножа. Изменяя скорость вращения ножа при постоянной скорости жгутов, можно варьировать длину отрезков и тем самым получать таблетки катализатора заданных размеров. Полученные таким образом влажные таблетки подвергаются затем сушке и прокалке при определенных условиях. Обычная форма гранул – цилиндры диаметром 1,2 – 2,4 мм. Длина их зачастую не нормируется, при этом отпадает необходимость в использовании вращающегося ножа. Иногда производят многодольные экструдаты (трилистники).

Этим способом получают таблетки гидроксида алюминия, который затем используют для получения алюмоплатиновых, алюмоплатинорениевых, алюмопалладиевых катализаторов, которые используются в процессах риформинга, изомеризации и гидрирования.

Этот способ формования носителей позволяет вводить в их состав активные компоненты и модификаторы. Данный способ введения активных компонентов носит название соэкструзии. Введение в пластичную массу влажного гидроксида алюминия соли молибдена или ее раствора, последующая формовка, сушка и прокаливание позволяет получить алюмомолибденовый носитель для катализаторов гидроочистки. Для получения готового катализатора носитель пропитывают раствором соли никеля или кобальта, сушат и прокаливают.

В пластичную массу гидроксида алюминия можно ввести последовательно соли молибдена и никеля (или кобальта). В этом случае формовка, сушка и прокаливание позволяют получить готовый катализатор гидроочистки.

С целью формирования пористой структуры катализатора или носителя в пластичную массу на определенной стадии можно ввести некоторые органические вещества, которые выгорают при последующей термической обработке гранул. При этом будет получен катализатор или носитель с большим эффективным радиусом пор.

Влажность массы, количество пептизатора (кислоты), время и температура перемешивания имеют большое значение для механической прочности и текстуры гранул. Эти параметры выбираются экспериментально и должны иметь оптимальное значение.

Дата добавления: 2014-01-14