JPH0459246B2 - - Google Patents

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JPH0459246B2
JPH0459246B2 JP5400385A JP5400385A JPH0459246B2 JP H0459246 B2 JPH0459246 B2 JP H0459246B2 JP 5400385 A JP5400385 A JP 5400385A JP 5400385 A JP5400385 A JP 5400385A JP H0459246 B2 JPH0459246 B2 JP H0459246B2
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JP
Japan
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alumina
aluminum hydroxide
aluminum
aging
hydroxide gel
Prior art date
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Expired
Application number
JP5400385A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS61215206A (en
Inventor
Takeo Ono
Taketo Higashi
Yoshihiro Ooguchi
Madoka Kawakami
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Chiyoda Corp
Original Assignee
Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd filed Critical Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Priority to JP5400385A priority Critical patent/JPS61215206A/en
Publication of JPS61215206A publication Critical patent/JPS61215206A/en
Publication of JPH0459246B2 publication Critical patent/JPH0459246B2/ja
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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔発明の技術分野〕 本発明は多孔質アルミナ・ホスフイアの製造方
法に関するものである。 〔従来技術の説明〕 数多くの多孔質物質が化学工業において種々な
触媒の担体として使用されており、これらの担体
の物理性状は、特に担体の細孔容積、細孔径及び
細孔分布等の細孔構造が触媒の活性、選択性、寿
命、強度等の触媒性能に著しく影響を与えている
ことは良く知られている。このため、色々な多孔
質物質について細孔構造を制御する種々の製造方
法が提案されている。 本発明で対象とするような多孔質アルミナホス
フイアに関しても、同目的のため細孔構造を制御
しようとする試みが行なわれており、種々の多孔
質アルミナ・ホスフイアの製造方法が提案されて
いる。例えば、特開昭59−152262号公報において
は、アルミナ担体に0.5〜5重量パーセントのP2
O5を均一に含有させることによつて、比表面積
が大きく、機械的強度の大きな担体を得る方法が
開示されている。また、USP3271299号及び
USP3342750号明細書においては、塩化アルミニ
ウムとリン酸をエチレンオキサイドあるいはアン
モニアと反応させて得られるリン酸アルミニウム
ヒドロゲルを、アルコール、ケトン等の水溶性有
機溶媒で抽出処理し、水を除去することによつて
得たリン酸アルミニウムゲルが、熱的に安定で、
かつ200〜600m2/gの高い比表面積を有すること
が開示されている。USP3904550号明細書におい
ては、アルミニウムアルコキシドをリン含有水溶
液で加水分解することによつて製造したアルミ
ナ・アルミナリン酸が高表面積を有し、かつ、均
一な細孔分布を持つており、水素化脱硫および水
素化脱空素触媒として有効であることが開示れて
いる。さらに、アルミニウムアルコキシドを原料
とする同様な方法として、USP4233184号明細書
においては、アルミニウムアルコキシドと有機リ
ン酸塩の混合物を湿つた空気の存在下で反応さ
せ、比表面積の大きな担体を得ることが開示され
ている。 以上に示したような方法では、アルミナ・ホス
フイアあるいはアルミナ・リン酸に関して、高比
表面積を有し、熱的かつ安定でかつ機械的強度が
大きなものについての製造方法は開示されている
が、担体の細孔径を制御する方法に関しては何ら
教示されていない。 また、前記に示した方法の他に、アルミナ・ホ
スフイアを製造するための重要な方法として、ア
ルミニウムイオンとリン酸イオンを共沈させる方
法がある。この製造方法に関しても同様に種々な
提案がなされている。例えば、特開昭57−135705
号公報及びUSP4364854号明細書においては、ア
ルミニウム塩とリン酸イオン源を濃厚状態で含む
濃厚液から、濃厚混合物を作り、PH5以上でアル
ミニウムイオンとリン酸イオンを共沈させ、更に
これを有機溶媒で脱水してアルミナ・ホスフイア
を製造する方法が開示され、そして、この方法に
よつて製造した担体は、高い気孔率を有しながら
も、大きな物理的強度を持つており、オレフイン
重合のクロム系触媒担体として優れたものである
ことが開示されている。 一方、USP4080311号明細書においては、アル
ミニウムカチオンとリン酸アニオンを共沈させて
アルミナ・ホスフイアを製造する場合、PHを7〜
10に調節している。そしてこの様にして得られる
アルミナ・ホスフイア担体が熱的に安定で、100
〜200m2/gの比表面積を有し、平均細孔半径が
75〜150〓の範囲に制御されることが開示されて
いる。また、USP4066572号明細書においては、
アルミニウムとリンを含む化合物をアルカリ性PH
において共沈させることによつて、平均細孔径が
大きく、かつ、100Å以下の細孔容積が全細孔容
積に占める割合が30パーセント以下であるアルミ
ナ・リン酸ゲルを得る方法が開示されている。さ
らに、USP3879310号明細書によれば、水酸化ア
ルミニウムの沈殿である擬ベーマイトの製造中に
1〜20重量パーセントのリン酸を添加するか、あ
るいは共沈させることによつて、擬ベーマイト粒
子の表面を安定化させ、熱的に安定なアルミナ・
リン酸を得ることが開示されている。 以上に示した如き方法の特徴は、アルミニウム
イオンとリン酸イオンを中和反応によつて共沈さ
せてアルミナ・ホスフイアを製造するところにあ
る。そして、その共沈時の条件を制御することに
よつて、アルミナ・ホスフイア担体の平均細孔径
を制御し、かつ、熱的に安定で機械的強度が大き
な担体を製造するところにある。しかしながら、
アルミナ・ホスフイアの細孔構造を制御するこれ
らの方法においても、細孔を自由に制御できるの
は平均細孔径の大小のみであり、平均細孔径が同
じでも、細孔の分布がシヤープなものであつた
り、ブロードなものであつたりする。一方、色々
な化学反応に用いられる優れた触媒担体は、夫々
の反応に最適な細孔をより多く持つことが必要で
ある。従つて、触媒担体を製造する場合、単に平
均的な細孔径を制御できるのみでは十分満足のゆ
く製造方法とは言えない。それ故、平均細孔径を
それぞれの化学反応に適した範囲に制御すること
ができ、かつ、細孔分布をシヤープに保てる製造
方法の開発が望まれる。 〔本発明の目的〕 本発明の目的は、前記従来法においては製造す
ることが困難であつた、細孔径を制御しながら、
その細孔分布がシヤープであり、かつ、大きな細
孔容積を持ちながらも機械的強度に優れたアルミ
ナ・ホスフイアを簡単な操作によつて製造する方
法を提供することにある。 更に、他の目的は、本発明によつて製造したア
ルミナ・ホスフイアを担体とする重質油水素化処
理用触媒を提供することにある。 〔本発明の構成〕 本発明は、アルミナ・ホスフイアの製造におい
て、最初に、アルミニウム化合物から、水酸化ア
ルミニウムゲルを生成し、次いで、この水酸化ア
ルミニウムゲルにリン化合物を添加、熟成して複
合化することによつて、細孔構造の制御された多
孔質アルミナ・ホスフイアを得ることを要旨とす
る。 以下、本発明について詳細に説明する。 本発明で用いる水酸化アルミニウムゲルは、従
来公知の方法によつて製造することができる。例
えば、アルミニウムを含む酸あるいは塩基を中和
する方法、あるいは、アルミニウムアルコシキド
を加水分解し製造する方法等が採用される。この
様な方法で製造した水酸化アルミニウムゲルは、
通常、無定形あるいは擬ベーマイトや、ベーマイ
ト等の結晶構造を示す微細な粒子の集まりであ
る。そして、多孔質アルミナの細孔分布がシヤー
プであるためには、微細な粒子のサイズが揃つて
いる必要があるが、そのためには、従来公知の
種々の方法を行なうことができる。例えば、沈殿
生成時のPHあるいは攪拌状態を厳密にコントロー
ルする方法や、尿素やヘキサメチレンテトラアミ
ン等の使用による均一沈殿法、PHスウイング法、
あるいは生成した沈殿の加熱混練や熟成する方法
等を採用することができる。 本発明で使用する水酸化アルミニウムゲルは前
述の方法によつて製造したような粒子サイズが均
一に揃つているもので、かつ、沈殿を構成する微
細粒子が強く凝集していないものの使用が好まし
い。これは、後続のリン化合物を添加して熟成す
る工程において、水酸化アルミニウムゲルの粒子
サイズや、凝集状態の特性がそのまま引継がれ、
担体の細孔構造に影響を与えるからである。特
に、使用する水酸化アルミニウムゲルの粒子サイ
ズが不均一であつたり、強固に凝集していたりし
た場合、熟成後、得られるアルミナ・ホスフイア
の細孔分布はブロードなものとなつてしまう。そ
の結果、マクロポアが存在し、機械的強度も弱い
ものになつてしまう。 本発明の場合、アルミナ・ホスフイアの細孔構
造をコントロールするために、先ず水酸化アルミ
ニウムゲルを生成したのち、これにリン化合物を
添加して、熟成するが、この場合、熟成工程の主
な操作因子は、リン添加量、温度、時間、PHであ
る。本発明においては、アルミニウムに対するリ
ン添加量をAl/Pの原子比で0.3〜30の非常に広
い範囲にとることができる。そして、リン添加量
が多い程アルミナ・ホスフイアの細孔径は大きく
なる。リン化合物としては、リン酸イオンを供給
し得るものであればよく、例えば、リン酸、リン
酸アンモニウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリ
ウム、リン酸水素ナトリウム、リン酸水素カリウ
ム、リン酸アルミニウム等が挙げられる。熟成温
度は50〜100℃の範囲が好ましい。熟成温度が50
℃以下の場合は、水酸化アルミニウムケとリンの
複合化が迅速に進行しない、また、100℃以上の
高い温度、特に120℃以上の温度ではアルミナ・
ホスフイアの結晶化が進行し、結晶質のアルミノ
ホスフエートを生成してしまい好ましくない。 熟成時間は水酸化アルミニウムとリンの複合化
を進行させるための反応時間であり、この時間の
長短あアルミナ・ホスフイアの細孔径の大小に影
響を与える。従つて、熟成時間は工業製造に好ま
しい範囲にあればよく、本発明の方法においては
5分〜24時間の範囲にあればよい。 また、熟成時のPH条件は7以下に保持するのが
好ましい。水酸化アルミニウム粒子は酸性領域で
帯電子する。その結果、弱い凝集は解離されるか
あるいは粒子相互の凝集が防止され、シヤープな
細孔分布を得るために非常に効果的である。しか
し、酸性条件下での熟成においては、水酸化アル
ミニウムに大きな粒子サイズのものを用いる場合
は問題は無いが、小さなサイズのものを用いる場
合には注意が必要である。添加するリン化合物が
リン酸の様に強酸性を示し、かつ、添加量が多く
PHが2あるいは1以下の小さな値を示す場合、あ
るいは長時間熟成する様な場合には、小さな水酸
化アルミニウム粒子は溶解し沈殿を生成しなくな
る。この様な場合には弱酸性のリン酸アンモニウ
ムやリン酸ナトリウムを添加するか、あるいは、
アンモニアなどのアルカリを用い、PHを3〜7の
範囲に調節すれば問題は無い。また、アルカリ性
を示すリン酸アンモン、リン酸ナトリウムを使用
する場合、塩酸、硝酸、リン酸等とでPHを酸性に
調節することが好ましい。 水酸化アルミナゲル中に含まれる不純物は、一
般に、洗浄により除去されるが、この洗浄操作
は、水酸化アルミニウムゲル生成後、あるいは熟
成工程度に行われる。この場合、H3PO4
(NH4)H2PO4,(NH42HPO4,(NH43PO4
のように、焼成操作後、ホスフイア以外の成分が
残留しないものに関しては、水酸化アルミニウム
ゲル生成後に行なうことが好ましい。しかし、
Na3PO4,Na2HPO4,NaH2PO4,K3PO4,K2
HPO4,KH2PO4等の様な焼成操作後に非揮発性
の成分を不純物として残留させるものに関して
は、熟成操作後に洗浄操作を行うことが好まし
い。 前述の方法によつて製造したアルミナ・ホスフ
イア熟成ゲルは、一般に公知の方法により担体化
され、続いて触媒金属を担持され、各種反応の触
媒とされる。 担体化のための公知の方法を簡単に説明する
と、先ず、熟成後のゲルは、濾過、ゲル成形、あ
るいは噴霧乾燥、粉末成形の操作によつて担体と
して必要な形状を付与され、乾燥後、使用目的に
合つた焼成温度で焼成され、安定化され、必要な
らば整粒されて触媒担体とされる。そして、これ
らの工程の操作条件は、その触媒の使用目的に合
致した条件が選定される。 〔発明の効果〕 詳述した様に本発明方法の主工程は第一段階で
水酸化アルミニウムゲルを生成し、次いで、第二
段階としてリン化合物を添加し熟成することによ
つて、水酸化アルミニウムとリン化合物とを複合
化するところにある。この様に、アルミニウムと
リンを共沈させないで、熟成によつて複合化する
ことによつて、アルミナ・ホスフイアの組成の広
い範囲に渡つて細孔構造を制御することができ、
その結果、得られるそれらの担体の細孔分布もシ
ヤープなものとなり、かつ、機械的強度も大きな
ものとなる。 〔発明の応用分野〕 本発明の方法で製造したアルミナ・ホスフイア
は、各種触媒反応の担体として使用することがで
きる。特に好ましい触媒担体としては、重質油水
素化処理用担体である。重質油は芳香族縮合環を
多数含む大きな分子からなつており、硫黄、窒
素、バナジウム、ニツケル等の触媒被毒物質を多
く含んでいる。これらの点から、重質油水素化処
理用触媒担体に求められる性質は、大細孔径で大
細孔容積を持ちながらその細孔分布がシヤープで
あり、かつ、機械的強度の大きなことである。本
発明方法では、これらの重質油水素化処理用触媒
担を容易に製造することができる。従つて、本発
明方法によつて製造した担体に、一般に公知の方
法で周期律表第a属及び1又は第属金属を2
〜30重量パーセントの範囲で担持し、その後、乾
燥、焼成することによつて優れた重質油水素化処
理用触媒が容易に製造できる。 〔実施例〕 以下、本発明を実施例をもつてさらに詳細に説
明する。 実施例 1 スチームジヤケツトで加熱ができる攪拌機付き
100ステンレス反応器に水40を入れ、95℃に
加熱した。これに攪拌しながら硝酸アルミニウム
水溶液(アルミナ換算濃度5.4重量パーセント)
を2Kg加え、次に、アルミン酸ソーダ水溶液
(Al/Na=1.6、アルミナ換算濃度10重量パーセ
ント)を2.5Kg加えた。5分後、硝酸アルミニウ
ム水溶液を2Kg加え、PHを酸性に変え、更に、5
分後、アルミン酸ソーダ水溶液を2Kg加え、PHを
アルカリ性に変えた。このPHをスウイングする操
作を更に2回繰返して行ない、水酸化アルミニウ
ムゲルの沈殿を得た。この沈殿に含まれるNaや
NO3の不純物を洗浄によつて除去し、水酸化ア
ルミニウムゲル−(Al2O3として20重量%)を
得た。次に、この様にして得られた水酸化アルミ
ニウムゲル−を成形可能な状態まで濾過し、次
いで、ゲル成形、120℃空気乾燥し、500℃にて3
時間焼成し、直径が1mmφで長さ約2〜5mmの円
柱状の押出成形物を−0を得た。 次に、前記水酸化アルミニウムゲル−を1Kg
とり、電気ヒーター加熱ができる攪拌機付きの10
ホーロー製反応容器に水5と共に入れ、1時
間攪拌しながら良く分散した後、90℃迄加熱し
た。そして、80重量%リン酸を38g(アルミナに
対してP2O5として10重量%)とり、水で2倍に
希釈して加えた。この時のPHは2であつた。その
まま90℃を保ちながら1時間熟成した。その後、
濾過、ゲル成形、120℃空気乾燥し、500℃にて3
時間焼成し、直径が1mmφで長さが約2〜5mmの
円柱状押出成形物−1を得た。 同様な操作を行ない、水酸化アルミニウムゲル
−1Kgとリン酸86gとから押出成形物−2を
得た。 更に、水酸化アルミニウムゲル−1500gとリン
酸403gを同様に加え、熟成時のPHをアンモニア
水を加え7に調節した他は全て同じ操作を行ない
押出成形物−3を得た。 実施例 2 硝酸アルミニウム水溶液とアルミン酸ソーダ水
溶液を交互に加えるPHスウイング操作を12回行つ
た他は、実施例1の操作と全て同じにて、水酸化
アルミニウムゲル−を約15Kg得た。これを1Kg
とり、電気ヒーターで加熱ができる攪拌機及び還
流冷却器付きの10ホーロー製反応容器に水5
と共に入れ、1時間良く分散した後加熱した。そ
してリン酸48g(アルミナに対してP2O5として
10重量パーセント)を加えた。この時のPHは2で
あつた。そして、沸騰させながら熟成し、60分後
及び24時間後にサンプルを採取し、それぞれを洗
浄、濾過し、ゲル形成、120℃空気乾燥、500℃で
3時間焼成を行ない、直径1mmφの円柱状押出成
形物−1(60分熟成)及び−2(24時間熟成)
を得た。 次に、前記の水酸化アルミニウムゲル−1Kg
と水5を還流冷却器付きの10ホーロー製反応
容器に入れ、1時間良く分散後、加熱した。次い
で、リン酸108g(アルミナに対してP2O5換算で
20重量パーセント)加え、沸騰させながら2時間
熟成し、120℃にて空気乾燥後、500℃で3時間焼
成し、直径1mmφの円柱状押出成形物−3を得
た。 また、比較のために、前記種子水酸化アルミニ
ウムゲル−を用いた以外は前記と同様にして、
成形、乾燥、焼成して直径1mmφの円柱状押出成
形物−0を得た。 実施例 3 電気ヒーター加熱ができる攪拌機付きの10ホ
ーロー製反応容器に水5を加え、更に、前述の
硝酸アルミニウム水溶液を1000g加えて60℃迄加
熱した。攪拌しながら、これに、前述のアルミン
酸ソーダ水溶液1100gを一度に加え、水酸化アル
ミニウムゲル−を生成した。5分後、この水酸
化アルミニウムゲルの沈殿を少量採取し、不純物
を洗浄、濾過後、小型の押出式ゲル成形機で成形
し、120℃空気乾燥後、500℃にて3時間焼成し、
1mmφの押出成形物−0を得た。 次に、前記水酸化アルミニウムゲル−の沈殿
を60℃に保ちながら、リン酸二水素ナトリウム・
1水塩を74gとり、200c.c.の水で溶解後加えた。
攪拌しながら60℃にて熟成操作を行ない、1時間
後にサンプルを採取した。このサンプルについて
前記と同様な処理を行ない1mmφの押出成形物
−1を得た。 比較例 アルミナ換算5.4重量パーセントの硝酸アルミ
ニウム水溶液にリン酸を70g加えた混合水溶液及
びアルミナ換算10重量パーセントのアルミン酸ソ
ーダ水溶液を準備した。電気ヒーターで加熱でき
るホーロー製の10反応容器に水5を入れ、60
℃に加熱した。反応容器中のPHを10に保ちなが
ら、上記2つの水溶液をそれぞれ20g/分、20
g/分の割合で1時間加え、更に1時間攪拌のみ
を行ない熟成し、アルミナ・ホスフイア共沈ゲル
を得た。このゲルを実施例3と同様に洗浄、濾
過、ゲル成形、120℃空気乾燥、500℃で3時間焼
成を行ない、1mmφ円柱状押出成形物Aを得た。 以上の実施例1〜3及び比較例において得た円
柱状押出成形物について、その細孔分布及び機械
的強度を測定した。その結果を表−1及び図面に
まとめて示す。 なお、以上の実施例1〜3及び比較例において
用いた物性測定は次の通りである。 〔細孔分布〕 米国Micrometritics社製の水銀圧入式ポロシメ
ーター「Auto Pore9200」を用いて押出成形物の
細孔分布および全細孔容積を測定した。 〔機械的強度(SCS)〕 200℃にて乾燥処理し、デシケーター中で放冷
した押出成形物の1粒を金属製の台座上に寝かせ
て置き、直径7mmφの空気圧により定速加圧圧縮
できるピストンで圧縮し、破壊時の荷重を測定
し、長さ1mm当りの値として定義したものであ
る。表−1に示した値は50個の測定の平均値であ
る。 〔PH〕 ユニバーサルPH試験紙によりPHを測定した。
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing porous alumina phospheres. [Description of the Prior Art] Many porous materials are used as carriers for various catalysts in the chemical industry, and the physical properties of these carriers are particularly sensitive to the pore volume, pore diameter, and pore distribution of the carrier. It is well known that the pore structure has a significant effect on catalyst performance such as activity, selectivity, lifetime, and strength of the catalyst. For this reason, various manufacturing methods have been proposed for controlling the pore structure of various porous materials. Regarding porous alumina phospheres, which are the subject of the present invention, attempts have been made to control the pore structure for the same purpose, and various methods for producing porous alumina phospheres have been proposed. . For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-152262, 0.5 to 5 weight percent of P 2 is added to an alumina carrier.
A method for obtaining a carrier with a large specific surface area and high mechanical strength by uniformly containing O 5 is disclosed. Also, USP3271299 and
In USP 3,342,750, aluminum phosphate hydrogel obtained by reacting aluminum chloride and phosphoric acid with ethylene oxide or ammonia is extracted with a water-soluble organic solvent such as alcohol or ketone to remove water. The aluminum phosphate gel obtained is thermally stable and
It is also disclosed that it has a high specific surface area of 200 to 600 m 2 /g. In USP 3904550, alumina/alumina phosphoric acid produced by hydrolyzing aluminum alkoxide with a phosphorus-containing aqueous solution has a high surface area and a uniform pore distribution. It is also disclosed that it is effective as a hydrodeaeration catalyst. Furthermore, as a similar method using aluminum alkoxide as a raw material, USP 4,233,184 discloses that a mixture of aluminum alkoxide and an organic phosphate is reacted in the presence of humid air to obtain a carrier with a large specific surface area. has been done. In the above-mentioned method, a method for manufacturing alumina phosphere or alumina phosphoric acid that has a high specific surface area, is thermally stable, and has high mechanical strength is disclosed; There is no teaching as to how to control the pore size of the pore size. In addition to the methods described above, another important method for producing alumina phosphere is a method of co-precipitating aluminum ions and phosphate ions. Similarly, various proposals have been made regarding this manufacturing method. For example, JP-A-57-135705
In the publication and the specification of USP 4,364,854, a concentrated mixture is prepared from a concentrated solution containing an aluminum salt and a phosphate ion source in a concentrated state, aluminum ions and phosphate ions are co-precipitated at a pH of 5 or higher, and this is further mixed with an organic solvent. A method for producing alumina phosphere by dehydration is disclosed, and the carrier produced by this method has high porosity and great physical strength, and is superior to chromium-based olefin polymerization. It is disclosed that it is an excellent catalyst carrier. On the other hand, in USP 4080311, when producing alumina phosphere by coprecipitating aluminum cations and phosphate anions, the pH is 7 to
It is adjusted to 10. The alumina phosphere support obtained in this way is thermally stable and
It has a specific surface area of ~200m 2 /g and an average pore radius of
It is disclosed that it is controlled within the range of 75 to 150〓. In addition, in USP 4066572 specification,
Alkaline PH for compounds containing aluminum and phosphorus
A method for obtaining an alumina-phosphate gel having a large average pore diameter and in which the pore volume of 100 Å or less accounts for 30% or less of the total pore volume is disclosed. . Furthermore, according to USP 3,879,310, during the production of pseudo-boehmite, which is the precipitation of aluminum hydroxide, by adding 1 to 20 weight percent of phosphoric acid or co-precipitating, the surface of pseudo-boehmite particles is thermally stable alumina.
Obtaining phosphoric acid is disclosed. The method described above is characterized by producing alumina phosphere by co-precipitating aluminum ions and phosphate ions through a neutralization reaction. By controlling the conditions during coprecipitation, the average pore diameter of the alumina-phosphere carrier can be controlled, and a carrier that is thermally stable and has high mechanical strength can be produced. however,
Even with these methods of controlling the pore structure of alumina/phosphere, the only thing that can be freely controlled is the size of the average pore diameter, and even if the average pore diameter is the same, the pore distribution may be sharp. It can be hot or broad. On the other hand, an excellent catalyst support used in various chemical reactions needs to have a large number of pores that are optimal for each reaction. Therefore, when producing a catalyst carrier, simply controlling the average pore diameter is not a fully satisfactory production method. Therefore, it is desired to develop a manufacturing method that can control the average pore diameter within a range suitable for each chemical reaction and maintain a sharp pore distribution. [Object of the present invention] The object of the present invention is to control the pore diameter, which is difficult to produce using the conventional method.
It is an object of the present invention to provide a method for producing an alumina phosphere having a sharp pore distribution and a large pore volume and excellent mechanical strength by a simple operation. Furthermore, another object is to provide a heavy oil hydrotreating catalyst using the alumina phosphere produced according to the present invention as a carrier. [Structure of the present invention] In the production of alumina phosphere, the present invention first generates aluminum hydroxide gel from an aluminum compound, and then adds a phosphorus compound to this aluminum hydroxide gel and matures it to form a composite. The purpose is to obtain a porous alumina phosphor with a controlled pore structure. The present invention will be explained in detail below. The aluminum hydroxide gel used in the present invention can be produced by a conventionally known method. For example, a method of neutralizing an acid or base containing aluminum, a method of producing by hydrolyzing aluminum alkoxide, etc. are employed. The aluminum hydroxide gel produced by this method is
Usually, it is an amorphous or pseudo-boehmite, or a collection of fine particles exhibiting a crystalline structure such as boehmite. In order for porous alumina to have a sharp pore distribution, it is necessary that the fine particles have a uniform size, and for this purpose, various conventionally known methods can be used. For example, methods that strictly control the pH or stirring conditions during precipitation, homogeneous precipitation methods using urea, hexamethylenetetraamine, etc., PH swing methods,
Alternatively, a method of heating and kneading the generated precipitate, aging it, etc. can be adopted. It is preferable that the aluminum hydroxide gel used in the present invention has a uniform particle size as produced by the method described above, and the fine particles constituting the precipitate are not strongly aggregated. This is because in the subsequent step of adding a phosphorus compound and aging, the particle size and agglomerated state characteristics of the aluminum hydroxide gel are inherited as they are.
This is because it affects the pore structure of the carrier. In particular, if the particle size of the aluminum hydroxide gel used is non-uniform or strongly aggregated, the pore distribution of the resulting alumina phosphere will become broad after aging. As a result, macropores are present and the mechanical strength becomes weak. In the case of the present invention, in order to control the pore structure of alumina phosphere, an aluminum hydroxide gel is first produced, and then a phosphorus compound is added to it and aged. Factors are phosphorus addition amount, temperature, time, and PH. In the present invention, the amount of phosphorus added to aluminum can be set in a very wide range of 0.3 to 30 in terms of Al/P atomic ratio. The larger the amount of phosphorus added, the larger the pore diameter of the alumina phosphere. The phosphorus compound may be anything that can supply phosphate ions, such as phosphoric acid, ammonium phosphate, sodium phosphate, potassium phosphate, sodium hydrogen phosphate, potassium hydrogen phosphate, aluminum phosphate, etc. Can be mentioned. The aging temperature is preferably in the range of 50 to 100°C. Ripening temperature is 50
If the temperature is below ℃, the combination of aluminum hydroxide and phosphorus will not proceed quickly, and if the temperature is higher than 100℃, especially 120℃ or higher, alumina
Crystallization of the phosphere progresses to produce crystalline aluminophosphate, which is undesirable. The aging time is a reaction time for progressing the compounding of aluminum hydroxide and phosphorus, and the length of this time affects the size of the pore diameter of the alumina phosphere. Therefore, the aging time may be within a range preferred for industrial production, and in the method of the present invention may be within a range of 5 minutes to 24 hours. Further, it is preferable that the pH condition during ripening is maintained at 7 or less. Aluminum hydroxide particles become electron-charged in the acidic region. As a result, weak aggregation is dissociated or mutual aggregation of particles is prevented, which is very effective for obtaining a sharp pore distribution. However, in aging under acidic conditions, there is no problem when aluminum hydroxide with a large particle size is used, but care must be taken when using a small particle size of aluminum hydroxide. The phosphorus compound to be added is strongly acidic like phosphoric acid, and the amount added is large.
If the pH value is small, such as 2 or 1 or less, or if the product is aged for a long time, small aluminum hydroxide particles will dissolve and no longer form a precipitate. In such cases, add weakly acidic ammonium phosphate or sodium phosphate, or
There is no problem if you use an alkali such as ammonia to adjust the pH to a range of 3 to 7. Furthermore, when using ammonium phosphate or sodium phosphate, which are alkaline, it is preferable to adjust the pH to acidic with hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, or the like. Impurities contained in the alumina hydroxide gel are generally removed by washing, and this washing operation is performed after the aluminum hydroxide gel is formed or during the aging process. In this case, H 3 PO 4 ,
For substances such as (NH 4 )H 2 PO 4 , (NH 4 ) 2 HPO 4 , (NH 4 ) 3 PO 4 that do not leave any components other than phosphere after the calcination operation, after the aluminum hydroxide gel is formed, It is preferable to do so. but,
Na 3 PO 4 , Na 2 HPO 4 , NaH 2 PO 4 , K 3 PO 4 , K 2
For materials such as HPO 4 and KH 2 PO 4 that leave non-volatile components as impurities after the firing operation, it is preferable to perform a cleaning operation after the aging operation. The alumina-phosphere aged gel produced by the above-mentioned method is made into a carrier by a generally known method, and then a catalytic metal is supported thereon to serve as a catalyst for various reactions. To briefly explain a known method for forming a carrier, first, the aged gel is given a shape necessary as a carrier by filtration, gel molding, spray drying, or powder molding, and after drying, It is fired at a firing temperature suitable for the purpose of use, stabilized, and if necessary, sized to form a catalyst carrier. The operating conditions for these steps are selected to match the intended use of the catalyst. [Effects of the Invention] As described in detail, the main steps of the method of the present invention are to produce aluminum hydroxide gel in the first step, and then, in the second step, add a phosphorus compound and age it to produce aluminum hydroxide gel. and a phosphorus compound. In this way, by combining aluminum and phosphorus through aging without co-precipitating them, the pore structure can be controlled over a wide range of alumina-phosphere compositions.
As a result, the resulting carriers have a sharp pore distribution and a high mechanical strength. [Application Field of the Invention] The alumina phosphere produced by the method of the present invention can be used as a support for various catalytic reactions. A particularly preferred catalyst carrier is a heavy oil hydrotreating carrier. Heavy oil is composed of large molecules containing many condensed aromatic rings, and contains many catalyst-poisoning substances such as sulfur, nitrogen, vanadium, and nickel. From these points, the properties required of a catalyst carrier for heavy oil hydroprocessing are a sharp pore distribution with large pore diameter and large pore volume, and high mechanical strength. . With the method of the present invention, these heavy oil hydrotreating catalyst supports can be easily produced. Therefore, metals from groups A and 1 of the periodic table or metals from group 2 of the periodic table can be added to the carrier produced by the method of the present invention by a generally known method.
An excellent heavy oil hydrotreating catalyst can be easily produced by supporting the catalyst in an amount of ~30% by weight, followed by drying and calcination. [Example] Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. Example 1 Equipped with a stirrer that can be heated with a steam jacket
40ml of water was placed in a 100 stainless steel reactor and heated to 95°C. Add aluminum nitrate aqueous solution (alumina equivalent concentration 5.4% by weight) to this while stirring.
Then, 2.5 kg of a sodium aluminate aqueous solution (Al/Na=1.6, concentration in terms of alumina 10% by weight) was added. After 5 minutes, add 2 kg of aluminum nitrate aqueous solution, change the pH to acidic, and add 5 kg of aluminum nitrate aqueous solution.
After a few minutes, 2 kg of sodium aluminate aqueous solution was added to change the pH to alkaline. This PH swinging operation was repeated two more times to obtain a precipitate of aluminum hydroxide gel. This precipitate contains Na and
Impurities of NO 3 were removed by washing to obtain aluminum hydroxide gel (20% by weight as Al 2 O 3 ). The aluminum hydroxide gel thus obtained was then filtered to a moldable state, gel molded, air dried at 120°C, and heated to 500°C for 3
After firing for a period of time, a cylindrical extrusion molded product -0 having a diameter of 1 mmφ and a length of about 2 to 5 mm was obtained. Next, 1 kg of the aluminum hydroxide gel was added.
10 with a stirrer that can be heated with an electric heater.
The mixture was placed in an enamel reaction vessel together with water 5, and after stirring for 1 hour to disperse well, the mixture was heated to 90°C. Then, 38 g of 80% by weight phosphoric acid (10% by weight as P 2 O 5 based on alumina) was diluted twice with water and added. The pH at this time was 2. The mixture was aged for 1 hour while maintaining the temperature at 90°C. after that,
Filtration, gel forming, air drying at 120℃, 3 at 500℃
After firing for a period of time, a cylindrical extruded product-1 having a diameter of 1 mmφ and a length of about 2 to 5 mm was obtained. A similar operation was carried out to obtain an extruded product-2 from 1 kg of aluminum hydroxide gel and 86 g of phosphoric acid. Further, 1500 g of aluminum hydroxide gel and 403 g of phosphoric acid were added in the same manner, and the same operation was performed except that the pH during aging was adjusted to 7 by adding ammonia water to obtain extruded product-3. Example 2 Approximately 15 kg of aluminum hydroxide gel was obtained in the same manner as in Example 1, except that the PH swing operation of alternately adding aluminum nitrate aqueous solution and sodium aluminate aqueous solution was performed 12 times. 1kg of this
Then, add 5 liters of water to a 10 enamel reaction vessel equipped with a stirrer and reflux condenser that can be heated with an electric heater.
After being well dispersed for 1 hour, it was heated. and 48 g of phosphoric acid (as P 2 O 5 for alumina)
10% by weight) was added. The pH at this time was 2. Then, it was aged while boiling, samples were taken after 60 minutes and 24 hours, each was washed, filtered, gel formed, air dried at 120℃, baked at 500℃ for 3 hours, and extruded into a cylindrical shape with a diameter of 1 mmφ. Molded products -1 (60 minutes aging) and -2 (24 hours aging)
I got it. Next, the above aluminum hydroxide gel - 1 kg
and water 5 were placed in a 10 porcelain enamel reaction vessel equipped with a reflux condenser, thoroughly dispersed for 1 hour, and then heated. Next, 108 g of phosphoric acid (calculated as P 2 O 5 for alumina)
20% by weight), aged for 2 hours while boiling, air-dried at 120°C, and then fired at 500°C for 3 hours to obtain a cylindrical extrudate-3 with a diameter of 1 mmφ. For comparison, the same procedure as above except that the seed aluminum hydroxide gel was used,
A cylindrical extruded product-0 having a diameter of 1 mmφ was obtained by molding, drying, and baking. Example 3 Water 5 was added to a 10 enamel reaction vessel equipped with a stirrer that could be heated by an electric heater, and 1000 g of the above-mentioned aluminum nitrate aqueous solution was added and heated to 60°C. While stirring, 1100 g of the aforementioned sodium aluminate aqueous solution was added at once to this to form an aluminum hydroxide gel. After 5 minutes, a small amount of the aluminum hydroxide gel precipitate was collected, impurities were washed, filtered, and molded using a small extrusion type gel molding machine. After air drying at 120°C, it was calcined at 500°C for 3 hours.
An extruded product-0 having a diameter of 1 mm was obtained. Next, while keeping the aluminum hydroxide gel precipitate at 60°C, sodium dihydrogen phosphate
74 g of monohydrate was dissolved in 200 c.c. of water and then added.
Aging operation was performed at 60° C. with stirring, and a sample was taken after 1 hour. This sample was treated in the same manner as described above to obtain an extruded product-1 having a diameter of 1 mm. Comparative Example A mixed aqueous solution in which 70 g of phosphoric acid was added to an aqueous aluminum nitrate solution containing 5.4% by weight in terms of alumina, and a sodium aluminate aqueous solution containing 10% by weight in terms of alumina were prepared. Pour 5 of water into a 10 enamel reaction container that can be heated with an electric heater, and bring to 60
heated to ℃. While maintaining the pH in the reaction vessel at 10, the above two aqueous solutions were each added at 20 g/min at 20 g/min.
The mixture was added at a rate of g/min for 1 hour and further aged by stirring for 1 hour to obtain an alumina-phosphere coprecipitated gel. This gel was washed, filtered, gel-molded, air-dried at 120°C, and calcined at 500°C for 3 hours in the same manner as in Example 3 to obtain a 1 mmφ cylindrical extrudate A. The pore distribution and mechanical strength of the cylindrical extrudates obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples above were measured. The results are summarized in Table 1 and the drawings. The physical properties measurements used in Examples 1 to 3 and Comparative Examples above are as follows. [Pore distribution] The pore distribution and total pore volume of the extruded product were measured using a mercury intrusion porosimeter "Auto Pore9200" manufactured by Micrometritics, USA. [Mechanical strength (SCS)] One grain of the extruded product, dried at 200℃ and left to cool in a desiccator, is placed on a metal pedestal and compressed at a constant speed using air pressure with a diameter of 7mmφ. It is compressed with a piston, the load at breakage is measured, and is defined as the value per 1 mm of length. The values shown in Table 1 are the average values of 50 measurements. [PH] PH was measured using universal PH test paper.

【表】 * 参考例
** 全細孔容積
応用例 実施例1で製造した−2押出成形物200gに、
水素化用触媒金属成分としてモリブデン及びコバ
ルトを以下の様にして担持した。即ち、パラモリ
ブデン酸アンモニウム〔(NH46Mo7O244H2O〕
16gに蒸留水100mlと25重量パーセントのアンモ
ニア水50mlを加えて溶解した。別に、硝酸コバル
ト〔Co(NO32・6H2O〕16.9gを蒸留水50mlに
溶解した。両液を混合し、更に蒸留水を加えて全
量を250mlにした。この浸漬液全量を押出成形物
−2に含浸し、一晩密封放置した。次いで、熱
風乾燥機を用いて120℃にて乾燥し、電気炉で500
℃にて3時間焼成し、重質油用水素化処理用触媒
を得た。 この触媒について、下記表−2に示した性状の
アラビアン・ベビー減圧残渣油を原料油として用
い、その水素化処理試験を行つた。 表−2 比重(D15/4): 1.0254 硫黄(重量%): 4.96 アスフアルテン(重量%): 11.8 金属V/Ni(重量ppm): 152/47 この試験では、固定床流通式小型反応装置を用
い、またその反応条件としては次表に示す条件を
採用した。 表−3 反応温度(℃): 405 水素圧力(Kg/cm2G): 140 液空間速度(hr-1): 0.3 水素対オイル比(Nl/l): 1000 前記水素化処理試験を1400時間継続した結果、
得られる水素化処理生成物中のアスフアルエン含
量は、1000時間で3.9%、1300時間で約4.2%であ
り、一方、バナジウム含量は1000時間で5.1ppm,
1300時間で10ppmであり、またイオウ含量は1000
時間で1.8%,1300時間で2.1ppmであり、本発明
のアルミナ・ホスフイアを担体とした水素化処理
用触媒は、すぐれた性能を有することが確認され
た。
[Table] * Reference example
**Total pore volume application example To 200 g of the -2 extrudate produced in Example 1,
Molybdenum and cobalt were supported as catalyst metal components for hydrogenation in the following manner. That is, ammonium paramolybdate [(NH 4 ) 6 Mo 7 O 24 4H 2 O]
100 ml of distilled water and 50 ml of 25 weight percent ammonia water were added to 16 g to dissolve it. Separately, 16.9 g of cobalt nitrate [Co(NO 3 ) 2.6H 2 O] was dissolved in 50 ml of distilled water. Both solutions were mixed, and distilled water was further added to make the total volume 250 ml. Extrusion molded article-2 was impregnated with the entire amount of this dipping liquid and left sealed overnight. Next, dry at 120℃ using a hot air dryer, and dry at 500℃ using an electric furnace.
The mixture was calcined at ℃ for 3 hours to obtain a heavy oil hydrotreating catalyst. A hydrogenation test was conducted on this catalyst using Arabian baby vacuum residue oil having the properties shown in Table 2 below as a raw material oil. Table-2 Specific gravity (D15/4): 1.0254 Sulfur (wt%): 4.96 Asphaltene (wt%): 11.8 Metal V/Ni (wtppm): 152/47 In this test, a fixed bed flow type small reactor was used. , and the reaction conditions shown in the following table were adopted. Table-3 Reaction temperature (°C): 405 Hydrogen pressure (Kg/cm 2 G): 140 Liquid hourly space velocity (hr -1 ): 0.3 Hydrogen to oil ratio (Nl/l): 1000 The above hydrotreating test was conducted for 1400 hours. As a result of continued
The asphaluene content in the obtained hydrotreated product is 3.9% at 1000 hours and about 4.2% at 1300 hours, while the vanadium content is 5.1 ppm at 1000 hours,
10ppm in 1300 hours, and the sulfur content is 1000
1.8% in 1300 hours and 2.1 ppm in 1300 hours, confirming that the hydrotreating catalyst using alumina phosphere as a carrier of the present invention has excellent performance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は、実施例1〜3及び比較例で得られた円
柱状押出成形物について、その全細孔容積と機械
的強度との関係を示すグラフである。
The drawing is a graph showing the relationship between the total pore volume and mechanical strength of the cylindrical extrudates obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Example.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 アルミニウム化合物から、水酸化アルミニウ
ムゲルを生成し、次いで、この水酸化アルミニウ
ムゲルに、PH7以下の条件下、リン化合物を添加
し、熟成することを特徴とする多孔質アルミナ・
ボスフイアを製造する方法。 2 熟成時のリン化合物の添加割合がAl/Pの
原子比で0.3〜30の範囲にある特許請求の範囲第
1項記載の方法。 3 熟成条件が、熟成温度50℃〜100℃、熟成時
間5分〜24時間、PH7以下の範囲にある特許請求
の範囲第1項又は第2項記載の方法。 4 熟成後、得られたアルミナ・ホスフイアゲル
を洗浄、濾過、成形及び焼成し成形体を得る特許
請求の範囲第1項〜第3項記載の方法。 5 洗浄操作を、水酸化アルミニウムゲル生成後
に行なう特許請求の範囲第4項記載の方法。
[Claims] 1. A porous alumina characterized by producing an aluminum hydroxide gel from an aluminum compound, then adding a phosphorus compound to the aluminum hydroxide gel under conditions of pH 7 or less, and aging it.・
How to make Bosphia. 2. The method according to claim 1, wherein the addition ratio of the phosphorus compound during ripening is in the range of 0.3 to 30 in terms of Al/P atomic ratio. 3. The method according to claim 1 or 2, wherein the aging conditions are an aging temperature of 50°C to 100°C, an aging time of 5 minutes to 24 hours, and a pH of 7 or less. 4. The method according to claims 1 to 3, wherein after aging, the obtained alumina phosphor gel is washed, filtered, molded and fired to obtain a molded body. 5. The method according to claim 4, wherein the washing operation is performed after the aluminum hydroxide gel is formed.
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