Katalüsaatorikandja alumiiniumoksiid

Alumiiniumoksiidil (VK-L20Y, L50Y) on poorsuse, suure eripinna ja suure hajutavuse eelised ning seda kasutatakse katalüsaatorikandjana paljudes valdkondades.

Alumiiniumoksiidi kandja viitab valgele pulbrile või moodustunud tahkele alumiiniumoksiidile, mis on kõige laialdasemalt kasutatav katalüsaatorikandja, moodustades umbes 70 protsenti tööstuslikest kandjaga katalüsaatoritest, näiteks hüdrorafineerimisel, hüdrokrakkimisel, katalüütilisel reformimisel. Aromaatsete süsivesinike tootmine, katalüütiline põletamine, vesiniku tootmine metaani auru reformimine, etüleeni epoksüdeerimine ja auto heitgaaside kontroll. Katalüsaatorikandjate levinud kujundite hulka kuuluvad: kolonn, rõngas, sfääriline, tablett, graanul, ekstrudeeritud riba jms. Üldiselt jaguneb see järgmistesse kategooriatesse: kõrgtemperatuuriline alumiiniumoksiidi kandja; interaktiivne kandja; sünergiline või bifunktsionaalne kandja. Järgnevalt on toodud mitu rakendusjuhist.

1. Kasutamine sõiduki heitgaaside katalüsaatori kanduris

Peamised autode heitgaasidest eralduvad saasteained on CO, NOx, CxHy ja Pb jne. Pärast NOx ja süsivesinike kiiritamist tugeva ultraviolettkiirgusega tekitavad need ka uut sekundaarset reostust – fotokeemilist sudu, mida põhjustab otseselt või kaudselt fotokeemiline sudu. . Kaudsed majanduslikud kahjud on suured. Oluline viis fotokeemilise sudu vältimiseks on sõidukite heitgaaside eeltöötlus. Praegu on parim viis paigaldada auto väljalasketorule katalüütiline seade, mis muudab küllastumata süsivesinikud ja lämmastikoksiidid küllastunud ühenditeks ning alumiiniumoksiid on selles muundusprotsessis katalüsaatori suurepärane kandja.

2. Kasutamine oksalaadi sünteesi katalüsaatoris

Oksalaadi CO gaasifaasi sidumise sünteesi võtmetehnoloogia on kõrge efektiivsusega katalüsaatorite väljatöötamine. Alumiiniumoksiid on selles reaktsioonis üks enim kasutatavaid katalüsaatori tugimaterjale. Sobiva alumiiniumoksiidi kandja valmistamine on põhiline jõudlus katalüsaatori väljatöötamiseks dimetüüloksalaadi CO gaasifaasi sidumise sünteesiks ning suurepärane alumiiniumoksiid võib parandada katalüsaatori aktiivsust ja selektiivsust.

3. Kasutamine katalüütilise krakkimise (FCC) katalüsaatoris

Aktiveeritud alumiiniumoksiid on oluline maatriksmaterjal. Selle lisamine krakkimiskatalüsaatori maatriksile tahke happena ei saa mitte ainult parandada maatriksi aktiivsust, vaid ka täielikult ära kasutada kaoliini ja molekulaarsõelte siduvat toimet, et valmistada maatriksi hea aktiivsusega ja hea kulumisvastane maatriks. seksikatalüsaator.

Alumiiniumoksiidi kandja ettevalmistusprotsess määrab suuresti selle pooride struktuuri jaotuse. Alumiiniumoksiidi kandja valmistamiseks on kaks peamist meetodit: pseudo-böhmiit-dehüdratsioonimeetod ja sool-geelmeetod.

1. Pseudo-böhmiit-dehüdratsiooni meetod

Pseudo-böhmiidi dehüdratsioonimeetod on pseudo-böömiidi kaltsineerimine kõrgel temperatuuril, et moodustada pärast vee eemaldamist alumiiniumoksiid. Erinevate toorainete järgi võib selle jagada sadestamismeetodiks, karboniseerimismeetodiks ja alumiiniumalkoholi hüdrolüüsimeetodiks.

(1) Sadestamise meetod

Sadestamismeetod on pseudo-böhmiidi valmistamise tavaline meetod, mille võib vastavalt erinevatele sadestajatele jagada leelis- ja happesadestamismeetodiks. Spetsiifiline valmistamisprotsess on järgmine: alumiiniumsoola või aluminaadi kasutamine toorainena, leelise kasutamine alumiiniumoksiidi monohüdraadi sadestamiseks alumiiniumsoola lahusest (leelise sadestamine) või happe kasutamine alumiiniumoksiidi monohüdraadi sadestamiseks (happesadestamine) aluminaadilahusest Sadestamine), sade pestakse, kuivatatakse ja kaltsineeritakse, et saada pseudo-böhmiit.

(2) Karboniseerimismeetod

Karboniseerimismeetodiks on pseudo-böhmiidi valmistamine CO2 ja naatriummetaalumiinaadi reaktsioonil. Reaktsioon on järgmine:

img1

Pseudoboehmiiti saab saada hüdraatunud alumiiniumoksiidi Al(OH)3 vanandamisel

(3) Alumiiniumalkoksiidi hüdrolüüs

Kõrge puhtusastmega pseudobohmiidi valmistamiseks kasutatakse laialdaselt alumiiniumalkoksiidi hüdrolüüsi. Selle meetodi puhul hüdrolüüsitakse alumiiniumalkoksiid, moodustades monohüdraadi alumiiniumoksiidi. Pärast vananemist, filtreerimist ja kuivatamist võib saada pseudo-böhmiiti. Tootel on kõrge puhtusaste, hea kristallilisus, ühtlane osakeste suurus ja kontsentreeritud pooride suuruse jaotus. agregeeritud sfäärilised osakesed. Protsess on aga keeruline ja kasutatud orgaaniline lahusti on teatud toksilisusega ja seda on raske taastada.

2. Sol-geel meetod

Materjali sünteesiprotsessi uuringute pideva süvenemisega on kiiresti arenenud sool-geelkandjate valmistamine. Sool-geel meetod on metalli orgaaniliste ühendite või anorgaaniliste soolade kasutamine lähteainetena, lahuse valmistamiseks lisatakse puhast vett või orgaanilisi lahusteid ja pärast reaktsiooni moodustatakse sool.

Kokkuvõtteks võib öelda, et alumiiniumoksiidi valmistamisprotsess on endiselt täiustatud traditsioonilisest protsessist (pseudo-böhmiitdehüdratsiooni meetod) ning karboniseerimismeetodist on saanud tööstusliku alumiiniumoksiidi tootmise peamine meetod tänu selle ökonoomsusele ja keskkonnakaitsele. Sool-geel meetodil valmistatud alumiiniumoksiidil on ühtlasem pooride suuruse jaotus, mis on hinnatud ja potentsiaalne meetod, kuid tööstuslikku rakendust saab realiseerida ainult valmistamisprotsessi täiustamisega.

Alumiiniumoksiidi kandjate kasutuse pideva laienemisega keemiatööstuse ja keskkonnakaitse valdkondades uuendatakse alumiiniumoksiidi valmistamise protsessi, arendatakse odavaid, rohelisi ja keskkonnasõbralikke protsesse, suurendatakse alumiiniumoksiidi pooride suurust ja pooride suurust. kontrollitud ja alumiiniumoksiidi termiline stabiilsus paraneb. Nano-alumiiniumoksiidi (VK-L20Y, L50Y) valmistamine võib muuta alumiiniumoksiidi kandja paremini tegelikele tootmisvajadustele vastavaks.