Способ получения пористого корунда

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТОГО КОРУНДА, включающий введение углёродсодерокащих добавок в исходное сырье, сушку, прокаливание в инертной атмосфере и последукяцую окислительную регенерацию, отличающийся .тем, что, с целью упронфент технологии и повышен ня качества продукта за счет улучшения его адсорбционных характеристик, введение углеродсодержащих добавок осуществляют в гель гидроокиси алюминия и в качестве добавок используют нерастворимые углеродсодержащие соединения . 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я. тем, что в качестве нерастворимых углеродсодеркащих соединений используют древесный уголь, сажу, древесную муку и крахмал. 3.Способ по пп. 1 и 2 , отличающийся тем, что нераство римые углеродсодержащие соединения вводят в количестве 5-20% от веса окисиалюминия.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕИИХ

РЕСПУБЛИК

89 (Н) Заю С 01 Г 7 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР.

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTQPCNOMV ЮИДЙТЕЛ ЮТВУ (21) 3285603/22-02 (22) 13. 05 . 81 (46) 30. 07.83. Бюл. Р 28 (72) В.С.Комаров, О.Ф.Скурко и Е.В. Карпинчик (71) Институт общей и неорганической химии AH Белорусской ССР (53) 669.712(088.8). (56) 1. Deflanobre И:. †."Bull. Soc.fr.

Miner", v. 55, р. 140, 1932.

2. Tarnar К., Krisohner H.-"Ìî-

natsch Chein",, Bd. 91, S. 757, 1960.

3. Патент США Р 3726811, кл. В 01 Л 11/40, 1973. (54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТОГО КОРУНДА, включающий введение углеродсодержащих добавок в исходное сырье, сушку, прокаливание в инертной атмосфере и последующую окислительную регенерацию, о т л и- . . ч а в шийся .тем, что,.с целью упрощенж технологии и повышения качества продукта эа счет улучшения его адсорбционных характеристик, .введение углеродсодеркащих добавок осуществляют в гель гидроокиси алюминия и в качестве добавок используют нераствориьазе углеродсодеркащие соединения.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся. тем, что в качестве нерастворимых углеродсодержащих соединений используют древесный уголь, саму, древесную муку и крахмал.

3 Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что. нераство- щ

О рюше углеродсодераащие соединения вводят в количестве 5-20% от веса окиси алюминия. 1031903

Изобретение относится к производству адсорбентов и катализаторов на основе окиси алюминия и может быть исподьзовано на предприятиях, производящих эти продукты.

Известен способ получения адсорбционно-активной окиси алюминия в виде корундМ, заключающийся в разло женин при повышенной температуре ионогидроксида алюминия в кристаллической форме диаспора (1 ). 10

Однако полученный по этому способу корунд быстро. теряет свою активность вследствие рекристаллизации.

Известен также способ получения пористого корунда, заключающийся в гидролизе металлического алюминия в гидротермальных условиях при

320-450 С и давлении водяного пара до 100 атм (2).

Указанный способ малопроизводителен, энергоемок и сложен в аппаратурном исполнении.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения пористого корунда., заключающийся в том, что промышленную А1203 пропитывают нелетучим углеродсодержащим материалом, который находится либо в вице водного раствора углеводы, полиакриламид, гуммиараб ик, желатин и т.п.J либо в жидком состоянии (этиленгликоль, полив иниловый спирт, высокок ипящие нафтеновые фракции и т.п.), после чего ее сушат при 120 С и подвергают карбонизации путем прокаливания при 400-700 C в инертной атмосфере. Для введения необходимого количества карбонизующего агента 15-25 вес.Ъ углерода по отношению к AL>O> операции пропитки, суш-40 ки и карбонизации повторяют многократно. Карбониэованную окись алюми» ния превращают в корунд путем ее нагревания в инертной атмосфере до температуры фазового перехода 45 (1300 С )„после чего охлаждают до

500-800 С и выжигают углерод в кислородсодержащей среде. В результате удаления углерода в виде газообразных продуктов окисления происходит вскрытие пор и образуется продукт, удельная поверхность которого составляет не менее 40 м2/г 3 .

Недостатком известного способа является сложность технологии введения выгорающей добавки в исходное 5 сырье, а также невысокая удельная поверхность получаемого продукта.

Цель изобретения — упрощение технологии и повыаение качества продукта за счет улучшения его адсорб- 60 ционных характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения пористого корунда,включающему введение уг леродсодержащих добавок в исходное сырье ° сушку, прокаливание в инертной атмосфере и последующую окислительную регенерацию, введение углеродсодержащих добавок осуществляют в гель гидроокиси алюминия и в качестве добавок используют нерастворимые углеродсодержащие соединения.

При.этом в качестве нерастворимых углеродсодержащих соединений жпользуют древесный уголь, сажу, древесную муку, крахмал в количестве 5-20% от веса окиси алюминия.

Упрощение технологии достигается за счет исключения многократности операции внесения выгорающей добавки в исходное сырье, поскольку прием введения ее в гель гидроокиси алюминия обеспечивает возможность внесения этой добавки в нужном количестве в одну стадию. Использование в качестве добавки твердых водонерастворимых углеродистых или углеродсодержащих соединений исключает необходимость в растворах и связанных с ними, операциях пропитки и сушки. Поскольку гель не обладает жесткой пространственной структурой, при введении в него дисперсий нерастворимых углерод-. содержащих соединений последние заполняют промежутки между глобулами гидроокиси алюминия, предотвращая их спекание при температуре фазового превращения, что способствует образованию продукта с развитой удельной поверхностью.

Экспериментально установлено, что введение добавок в количествах менее 5% и более 2ОЪ от веса окиси алюминия нецелесообразно, поскольку в первом случае приводит к существенному снижении качества продукта, а во втором — к нерациональному их использованию.

Пример 1. В 200 г гидрогеля гидроокиси алюминия, содержащего 5%

AL(OH) вносят 1,32 r древесного угля, просеянного через сито 270 меш, что составляет 2ОЪ от веса А1. 0з.

Смесь тщательно перемешивают, уплотняют на фильтре, гранулируют путем экструзии и сушат в сушильном шкафу при, 100-120 С в течение 1 — 1,5 ч.

Полученные гранулы помещают в фарфоровую трубку, снабженную обогревателем, и продувают очищенным от кислорода азотом. Затем содержимое трубки нагревают со скоростью 45 С/мин до 500 С, выдерживают при этой температуре 0,5 ч, после чего о температуру повышают до 1200 C и выдерживают при этой температуре 1 ч, Снижают температуру до 700 С, создают а в трубке слабый ток воздуха, выдерживают в течение 1 ч, после чего охлаждают до комнатной температуры и полученный продукт выгружают. Полученный корунд имеет удельную поверхность 90 м2/г и объем пор 0,61 сиз/г.

1 031 903

Добавка

Удельная

nosepxность, м /г

Объем пор, см Э/г

Примечание

Пятикратная пропнтка и карбонизация

Прототип Сахароза

Однократная пропитка и карбоннзация

Сахароза

Предлагае- Древесмый ный уголь

0,61 Однократная

0,82 пропнтка и

Сажа карбониз а цня

Дре вес ная мука

0,49

94

0,68

Крахмал

Составитель Л. Симакова

Редактор A.Êóðàõ Техред О.Неце Корректор А, Повх

Заказ 5315/25 Тираж 471 Подписное

ВНИИПИ Рэсударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Пример 2. Смешивают 200 г гндрог ля гндроокиси алюминия, содержащего 5% А1(ОН)3с 0,33 r древесного угля, что составляет 5В от веса ALAMO>. Все последующие операции выполняют аналогично примеру 1. Полученный корунд .имеет удельную поверхность 60 м /г и объем пор 0,42 см э/г..

Пример 3. Смешивают 200 г гидрогеля гидроокиси алюминия, содержащего 5Ъ А1(ОН)3с 0,99 г древесного угля, что составляет 15% от веса М203. Последу щие опер ц выполняют . аналогично примеру 1. Полученный продукт имеет удельную поверхность 88 м2/г и объем пор 15

0,58 cM3/r..

Пример 4. К 200 г гидрогеля гидроокиси алюминия, содержащего

5В А1 (OH)3, добавляют 1,1 г сажи и тщательно перемешивают. Все дальней- рр шие операции выполняют аналогично примерУ 1. Полученный продукт имеет удельную поверхность 92 м2/г и объем пор 0,82 см /г.

Пример 5. 200 r гидрогеля, содержащего 5% А1 (ОН)3, смешивают с 0,65 r древесной муки, просеянной через сито 270 меш. Все дальнейшие операции выполняют аналогично примеру 1..Получают корунд с удельной поверхностью 95 м 2/r н объемом пор

0,49 см3/г.

Пример 6. 200 г гидрогеля, содеркащего 5% AL(OH)3, смешивают с

1,32. r крахмала. Все дальнейшие опе° рации выполняют аналогично примеру

1. Полученный .корунд имеет удельную поверхность 94 м /г и объем пор

0, 68 см >/г.

В таблице приведены сравнительwe данные адсорбционных свойств корунда, полученного по известному у предлагаемому способам.

Из зтих данных следует, что предлагаемый способ позволяет получить корунд с более развитой удельной поверхностью.

Технико-зкономическая эффективность способа выражается в уменьшении энергетических затрат на стадии введения выгорающих добавок, ускорении этой стадии и процесса в целом, повышении качества продукта.