DD273780A1 - Verfahren zur herstellung aluminiumoxid- oder aluminiumoxidhaltiger kugelfoermiger teilchen - Google Patents

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DD273780A1
DD273780A1 DD31770288A DD31770288A DD273780A1 DD 273780 A1 DD273780 A1 DD 273780A1 DD 31770288 A DD31770288 A DD 31770288A DD 31770288 A DD31770288 A DD 31770288A DD 273780 A1 DD273780 A1 DD 273780A1
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Karl Becker
Hans-Dieter Berrouschot
Ullrich Bollmann
Hans-Peter Hennig
Marlies Hintze
Ulrike Kretzschmar
Gerlinde Minow
Hans-Dieter Neubauer
Christl Staedler
Ursula Steinike
Heide-Lore Zubowa
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Akad Wissenschaften Ddr
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  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aluminiumoxid- oder aluminiumoxidhaltigen kugelfoermigen Teilchen, die als Adsorptionsmittel oder Katalysator Verwendung finden. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, das eine hohe Poroesitaet, mechanische Festigkeit und ein geringes Schuettgewicht der Teilchen gewaehrleistet. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass das rehydratisierte Produkt, das Pseudoboehmit von mindestens 50 Masseanteilen in % enthaelt, unter Zusatz von Faellungsboehmit von 1-80 Masseanteilen in % oder eines verbrennbaren Porenbildners von 1-40 Masseanteilen in % oder eines Zeolithen von 1-30 Masseanteilen in %, bei einem Gesamtfeststoffgehalt von 20-60 Masseanteilen in %, einer Temperatur von 20-90C, unter Zusatz einer Mineralsaeure oder organischen Carbonsaeure 20-180 min peptisiert, in bekannter Weise zu Kugeln vertropft, in Ammoniakwasser ausgehaertet und anschliessend bei Temperaturen von 400-1 200C calciniert wird.

Description

Die Aufgabe wird erfindungsgem iß dadurch gelöst, daß das rchydratisierte Produkt, das Pseudoböhmit von mindestens 50 Masseanteilen in % enthält, unter Zusatz von Fällungsböhmit von 1-80 Masseanteilen in % oder eines verbrennbaren Porenbildners von 1-40 Massearv:eilen in %oder eines Zeolithen von 1-30 Masseanteilen in %, bei einem Gesamtfeststoffgehalt von 20-60 Masseanteilen in %, eher Temperatur von 20-60°C, unter Zusatz einer Mineralsäure oder organischen Carbonsäure 20-180min peptisiert, in bekannter Weise zu Kugeln vertropft, in Ammoniakwasser ausgehärtet und anschließend boi Temperaturen von 400-12000C ciilciniert wird. Das rehydratisierte Produkt, das als Ausgangsstoff für das Herstellungsverfahren dient, wird als thermisch aktivierter und rehydratisierter Hydrargillit eingesetzt.
Erfindungswesentlich ist weiterhin, daß der Zusatz an Fällungsböhmit vorzugsweise 5-30 Masseanteile in % beträgt.
Ebenfalls kennzeichnend ist, daß als verbrennbarer Porenbildner vorzugsweise Ruß mit 1-50 Masseanteilen in % eingesetzt wird. Die Primärkorngröße des Rußes beträgt 2-10nm und die Oberfläche 150m2 g~\ Wesentlich ist darüber hinaus, das als Peptisatoren Mineral- oder organische Monocarbonsäuren, vorrangig HNO3 oder CH3COOH eingesetzt werden und das Molverhältnis Säure/AI2O3 in einem Intervall von 0,02-0,2, vorrangig 0,1 liegt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, insbesondere durch die erfindungsgemäßen Zusätze wie Fällungsböhmit, Ruß oder Zeolith, die als Porenbildner fungieren, wird es möglich, Aluminiumoxid- oder aluminiumoxidhaltige kugelförmige Teilchen herzustellen, die sich durch ein geringes Schüttgewicht, oine hohe Porösität und mechanische Festigkeit auszeichnen. Somit ist es gelungen, die Gebrauchswerteigenschaften der Aluminiumoxid- bzw. aluminiumoxidhaltigen kugelförmigen Teilchen wesentlich zu erhöhen und Prcduktqualität damit zu steigern.
Das Verfahren zeichnet sich weiterhin durch eine hohe Leistungsfähigkeit und geringe Verfahrenskosten aus.
Nachfolgend soll die Erfindung unhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
Ausführungsbeispiele
Für die Ausführungsbeispiele wurde rehydratisiertes quasiröntgonamorphes AI2O3 mit folgenden Eigenschaften eingesetzt:
» 60% rehydratisierter Böhmit, 4% Bayerit, Rest röntgenamorphos AI2O1, Oberfläche = 300m2 · g"1,0,45cm3 · g~\ Als Zusätze kamen zum Einsatz:
Fällungsböhmit (Herstellung durch kontinuierliches Fällen aus Aluminiumnitratlösung und Natriumaluminatlösung) mit folgenden Eigenschafton:
95% Böhmit, Oberfläche 250-270m2 g~\
Vp 1,1-1,3Cm3 · g~' und Acetylenruß mit folgenden Eigenschaften:
Größe der Primärteilchen » 2 -7 nm, Größe der Sekundärteilchen « 30-90nm, Größe der Tertiärteilchen 50-25On?' ,Oberfläche
Beispiel 1
(Vergleichsprobe gemäß Stand der Technik)
250g feingemahlenes Aiumin.umoxidhydrogel vom Pseudoböhmittyp (75,0 Masseanteile in % AI2O3; 25,0 Masseanteile in % H2O) werden mit 206,0ml H2O und 8,4 ml 50 Masseanteile in %iger Salpetersäure bei intensivom Rühren innerhalb von 100 Minuten und einer Temporatur des Peptisationsgemisches (Tp) von 25 ± 2°Czu einer viskosen homogenen Suspension mit einem Modul HNO3ZAI2O3 (M) von 0,05 und einem Feststoffgehalt (FG) von 40,4 Masseanteilen in % verarbeitet.
Diese Suspension wird unter ständigem Rühren aus einem zylindrischen, mit Düsen verseh nen Hohlkörper in eine 9 Masseanteile in %ige Ammoniakhydroxidlösung gedrückt. Nach 40minütiger Verweilzeit im basischen Medium werden die gebildete < kugelförmigen Teilchen von der Flüssigk 5it getrennt, mit destilliertem Wasser neutralgewaschen, danach bei 130°C 9 Stund« π getrocknet und anschließend 5h bei 550°C geglüht.
Beispiel 2
Ein Gemisch, bestehend aus !)8,0g rehydratisiertem Böhmit (Glührückstand = 80,3 Masseanteile in %, 7,3 ml 50 Masseanteile in %iger Solpetersäure und 56,0ml destilliertem Wasser, wird 150 Minuten bei einer Temperatur des Gemisches von 30 ± 2°C peptisiert. Das entstehende Hydrosol mit FG = 48,1 Masseanteile in % und M - 0,1 wird wie in Beispiel 1 vertropft und woiterverarbeitet.
Beisplol 3
50,0g des in Beispiel 2 eingesetzten rehydratisieren Böhmits wird im Gemisch mit 2,63g Fällungspseudoböhmit aus Beispiel 1 (5,0 Masseanteile in % von I:G der Vertropfungssuspension), 3,8ml 50 Masseanteile in %iger Salpetersäure und 16,0ml destilliertem Wasser bei Tp = 25 ± 2°C innerhalb von 120 Minuten peptisiert, das Hydrosol (FG = 57,2 Masseanteile in %, M = 0,1) wird, wie in Beispiel 1 beschrieben, zu Tropfkugeln verarbeitet.
Beispiel 4
Aus 50,0g rehydratisiertem Böhmits des Beispiel 2 und 21,4g Fällunf spseudoböhmit aus Beispiel 1 (30,0 Masseanteile in % von FG der Vertropfungiisuspension), 3,8ml 50 Masseanteile in %iger Salpetersäure und 30,0ml destilliertem Wasser wird bei Tp = 25 ± 2°Cin einem Zeitraum von 100 Minuten eine viskose Susptmsict (FG = 52,8 Mhsseanteilein%, M = 0,07) hergeotellt, die wie im Seispiel 1 vertropft wird.
Beispiel 5
Zur Suspension, hergestellt aus 50,0g rehydratisiertem Böhmit aus Beispiel 2,3,8ml 50 Massoanteile in %iger Salpetersäure und 20,0ml H2O, wird 1,0ij Sinterruß (2,0 Masseanteile in % von FG de rVertropfuni(ssuspension) zugegeben und 100 Minuten bei Tp = 25 ± 20C peptisiort. Das homogene Gemisch mit FG = 53,3 Masseanteile in % und M « 0,1 wird durch Vertropfung zu kugelförmigen Teilchen verarbeitet.
Die hergestellten Formlinge aus den Beispielen 1-5 werden durch Schü tgewicht, Porenvolumen (Po osimetrie) und Abriebwert nach der „r" Iift"-Methode (0,5h, 3 NmVh) charakterisiert, die Ergebnisse dieser Unter.iuehungen liegen in Tab. 1 vor.
Tabelle 1
Eigenschaften der nach den Beispielen 1-5 hergestellten Tropfkugeln, nach thermischer Nächbehandlung
Beispiel Zusatz Sg Vp Abrieb (%]
100%Fäliungsböhmit gern3 (Hg-Porosität) 4
0% 0,62 cm3g-' 25
1 5%Fällungsböhmit 0,77 0,59 18
2 30%Fällungsböhmit 0,70 0,32 5
3 2% Ruß 0,63 0,40 6
4 0,60 0,55
5 0,50

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung von Aluminiumoxid- oder diuminiumoxidhaltiger, kugelförmiger Teilchen aus thermisch aktivierten und rehydratisiertoin Hydrargillit, gekennzeichnet dadurch, daß das rehydratisierte Produkt, das Pseudoböhmit von mindestens 50 Masseantoiien in % enthält, unter Zusatz von Fällungsböhmit von 1-80 Masseanteilen in % oder einer verbrennbaren C-haltigen Verbindung von 1-40 Masseanteilen in % oder eines Zeolithen von 1-30 Masseanteilen in %, bei einem Gesarntfeststoffgehalt von 20-60 Masseanteilen in %, einer Temperatur von 20-900C, unter Zusatz einer Mineralsäure oder organischen Carbonsäure 20-180 min peptisiert, in bekannter Weise zu Kugeln vertropft, in Ammoniakwasser ausgehärtet und anschließend bei Temperaturen von 400-12000C calciniert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Zusatz von Fällungsböhmit vorzugsweise 5-30 Masseanteile in % beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als verbrennbare C-haltige Verbindung vorzugsweise Ruß mit 1-50 Masseanteilen in % eingesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, gekonnzeichnet dadurch, daß als Mineral· und/oder organische Monocarbonsäuren vorrangig HNO3 oder CH3COOH eingesetzt werden und das Molverhältnis Säure/AI2O3 in einem Intervall von 0,02-0,2, vorrangig 0,1, liegt.
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aluminiumoxid, oder aluminiumoxidhaltigen kugelförmigen Teilchen, die als Adsorptionsmittel, Katalysator oder Träger für aktive Komponenten Verwendung finden.
Charakteristik des bekannten Standes der Technik
Poröses Aluminiumoxid als solches oder im Gemisch r.Mt anderen Oxiden ist ein wesentlicher Bestandteil vieler technischer Katalysatoren. Von den über die Aluminiumoxidaquate Böhmit, Bayerit und Hydra/gillit zugänglichen Tieftemperaturphason gamma-AI2O3, eta-AI2O3 und chi-AI2Ü3 ist vor allem das aus Pseudoböhmit (oberflächenreicher Böhmit mit überstöchiometrischem Wassergehalt) hervorgehende gamma-A^Os von entscheidender Bedeutung für hohe Gebrauchseigenschaften vom Katalysator. Pseudoböhmit läßt sich von den möglichen Aluminiumoxidaquaten am besten mit einer Reihe von Säuren (technisch z. B. Salpetersäure) peptisieren, d. h. durch Einwirkung dieser Säuren bilden sich basische Aluminiumsalze cus, wodurch die Theologischen Eigenschaften des resultierenden Hydrosols oder Hydrogels in einer für die Formgebung geeigneten Weise verändert werden. Die Herstellung von Pseudoböhmit erfolgt z. B. nach dem bekannten Löse-Fäll-Verfahren. Ein Nachteil dieses Verfahrens sind ein großer Verbrauch an Säuren, Laugen und Wasser und ein hoher Anteil an Abprodukten. Es sind außerdem Verfahren bekannt zur Herstellung von aktiven porösen Aluminiumoxidkorpern durch eine Kurzzeit-Zersetzung von Hydrargillit (SU 474505, SU 477113, DE 2826095, USA 41Ö6100, DD 137091, SU 528733, SU 517564, SU 615645, DD 92706, DD 203038, DD 221160, DD 248108 AD und einer anschließenden Rehydratisierung der anfallenden quasiröntgenamorphen Zersetzungsprodukte durch Vermischen mit H2O, gegebenenfalls in Gegenwart von Zusätzen, Trocknung der rehydratisieren Produkte, Peptisation, Vertropfung und thermische Nachbehandlung. Die Leistungsfähigkeit technischer Katalysatoren wird in den meisten Fällen entscheidend durch die Porenstruktur und die mechanische Stabilität der Formlinge beeinflußt. Hierfür mitbestimmend sind die Phas^nzusammenseizung und Morphologie des rehydratisieren Produktes, wobei in der Regel ein hoher Pseudoböhmit-Anteil angestrebt wird. Ein Nachteil ist, daß bei der Rehydratisierung des durch thermische Kurzzeitzersetzung entstehenden quasiröntgenamorphen Aluminiumoxids nur schwer ein phasenreiner Pseudoböhmit erhältlich ist (USA 4166100, DE 2826095, DD 137091; SU 615654) und daß die dem resultierenden Produktgemisch hergestellten Granalien ein hohes Schüttgewicht bis 0,7-0,8kg · 1' aufweisen (SU 615645). Pulver mit derartigen Schüttgewichten haben eine zu geringe Porosität zur Folge und sind zudem materialökonomisch ungünstig.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung Aluminiumoxid- oder aluiiiiniumoxidhaltiger, kugelförmiger Teilchen, die für heterogen-katalytische Umsetzungen oder als Komponenten dafür geeignet sine1, zu entwickeln, daß sich durch eine hohe Leistungsfähigkeit, geringe Verfahrenskosten und eine hohe ProduktqualitMi auszeichnet.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung Aluminiumoxid- oder aluminiumoxidhaltifjer, kugelförmiger Teilchen zu entwickeln, das eine hohe Porosität sowie mechanische Festigkeit und ein geringes Schüttgewicht der Teilchen gewährleistet wird.
DD31770288A 1988-07-08 1988-07-08 Verfahren zur herstellung aluminiumoxid- oder aluminiumoxidhaltiger kugelfoermiger teilchen DD273780A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0642826A1 (de) * 1993-09-13 1995-03-15 Mst Micro-Sensor-Technologie Gmbh Selektive Kohlefilter

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EP0642826A1 (de) * 1993-09-13 1995-03-15 Mst Micro-Sensor-Technologie Gmbh Selektive Kohlefilter

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