830℃ 20%水蒸气处理后 表面积,米/克 孔体积,毫升/克 转化率,% 汽油,体% 焦炭,重% 2 140 0.47 52.0 44.5 3.0 79 0.25 59.0 51.0 2.6 79 0.18 60.5 51.5 3.0 此专利制备担体得步骤是:将含5.5%氧化硅的水玻璃与每立升含77.2克氧化铝的硫酸铝溶液在24-37℃的温度下,经喷嘴混合成为胶体,将胶体打浆15分钟,加5.6立升的14%的氢氧化氨溶液,经过滤、干燥、洗涤等手续成为担体。洗涤方法有两种:一种是用4%(NH4)2CO3溶液洗3次,在用5%(NH4)
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CO3洗3次,以保证洗净催化剂中的有害离子。
US3,433,748,专利的题目是碳氢化合物转化的硅铝催化剂的制备过程,是
格瑞斯公司发表的专利,内容与上述英国专利1,191,467的报导是一致的。专利中谈到用此方法之辈的催化剂比以往用共胶法制备的催化剂活性高,气炭因数小,含Al2O3 28%(重),Na2O为0.028%(重),SO4=为0.53%(重),表面积为340米/克,孔体积为0.55-0.66毫升/克,平均孔径为64 Ao-80 Ao。专利中还谈到,这种共胶法虽然很早就研究过,但在此专利发表前一直没工业化,而现今一般制备硅铝催化剂还是采用分步沉淀法。关于洗涤方法,此专利说明,当Al2O3含量小于30%时,可用PH为5-7的盐酸溶液或用2-10%的硫酸氨溶液将Na2O洗至0.1%,然后再用PH为7-10的氨水洗掉SO4=,再用脱离子水洗一次。
(4)铝酸钠法制高铝催化剂:催化剂中的Al2O3是由硫酸铝和铝酸钠中得来,这样制得得胶体浆液中氧化钠多,但SO4=少,可以不用NH4OH来沉淀铝,可避免氨的挥发,也有利于催化剂的洗涤,举例说明如下:
US3,210,294,专利题目是碳氢化合物的裂化催化剂,为氰氨公司发表的专利,制备方法有四种。
①6.81公斤41Be’的水玻璃加36.32公斤的水,在搅拌情况下加3.66公斤25%浓度的硫酸,以后再加0.999公斤25%的硫酸,此时氧化硅胶浆液的PH为8.0,温度为42.9℃,老化20分钟后,加1.47公斤的铝酸钠溶液,此溶液含28%的氧化铝,浆液PH为11.5,再加入2.72公斤含7.5%氧化铝的硫酸铝溶液,此时浆液PH为4.5,老化1小时后,过滤,洗涤,干燥,成为产品,其中Al2O3含
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量为25.3%。
②和③是将铝酸钠和硫酸铝同时加入不同PH的氧化硅胶体浆液中,来制备含25%Al2O3的催化剂。
④是先加硫酸铝,后加铝酸钠,原料的用量与①同,所制催化剂的性能如表9所示。表中I号催化剂的蒸汽稳定性最好。
US2,941961,专利题目是硅铝组成及其制备方法,纳尔柯(Nadco)公司为了提高铝酸钠法制备高铝催化剂的流化密度,在水玻璃原料&铝酸钠及硫酸铝溶液中加进糖醛盐或糖醛酸,然后再照前面专利所述办法成胶,制成催化剂,催化剂中含Al2O3 28%,催化剂的视比重为0.80。
表9 催化剂 活性(新鲜) 活性(蒸汽处理) 视密度 克/毫升 表面积(新) 米2/克 表面积(蒸汽处理)米2/克 孔体积(新) 毫升/克 I 101 38 0.48 406 161 0.66 II 65 26 0.30 429 152 0.81 0.61 III 142 25 0.42 / 154 / 0.59 IV 120 29 / 488 184 1.04 0.81 孔体积(蒸汽处理)毫升/克 0.47 ⑤加Al(OH)3粉末制备高铝催化剂的方法:此法的特点是将Al(OH)3粉末与稀硫酸混合,或是将浓硫酸加入氢氧化铝浆液中,然后控制温度&浓度,经一定的溶化时间,使氢氧化铝与硫酸反应,使浆液中SO4=:Al2O3为1.5:1,然后将此浆液与水玻璃溶液一起制成高铝催化剂;另外一个方法是,将Al(OH)3粉末加进水玻璃中,也可用高岭土代替Al(OH)3,然后再按一般的成胶方法,将硫酸铝溶液加进水玻璃中制备硅铝胶体。过去做催化剂时,制备硫酸铝溶液是将Al(OH)3加入硫酸溶液中,加热使Al2O3与硫酸反应生成硫酸铝溶液,其中SO4=: Al2O3为3:1,因而加Al(OH)3粉末法较以前的制备方法节省酸碱,而且做出的催化剂强度好。但是要求氢氧化铝原料中铁和钠少,粒子要求要细,例如有的Al(OH)3中含铁为0.005%,Na2O为0.233%,粒子大约为100目以上者占5%,200目以上的占50%。如果氢氧化铝为软性(SOFT NATURE),即是在制备催化剂过程中氢氧化铝的粒子因受过程的处理而变细,则更有利。氢氧化铝的表面积最好为100米2/克,氢氧化铝经378℃焙烧5小时后,测定孔体积为0.15毫升/克。举例说明如下:
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B.P.985,493,专利的题目是石油裂化催化剂。这是格瑞斯公司于1965年发表的专利。成胶方法是CO2分步沉淀法。
例1,20加仑的水玻璃,每立升含14.82克的氧化钠,48.9克的氧化硅,加1000克Al2(OH)3,升温到49℃,通入CO2,在PH为6时成胶,老化2小时,加6700毫升每立升含97克氧化铝的硫酸铝溶液,此时PH为4.0,再加560毫升29%的氢氧化铵溶液使PH值为5.5,经过滤、干燥、洗涤等制成催化剂。洗涤条件使用2Be’的硫酸铵溶液洗去NCl+,再用PH为9的氨水洗去SO4=,水洗温度为54.5℃。
例2,将1000克的Al2(OH)3放3750克50%的硫酸溶液中,加热反应后,用水稀释,使Al2O3含量为每立升97克,此时过量硫酸为12克/立升。再加Al2(OH)3使SO4=:Al2O3为1.5:1,这是浆液PH值为4:1,成为氧化铝浆液。氧化铝浆液的另一个制法是将1450克93%的硫酸,加水冲稀,再在107℃温度处理4小时。
将水玻璃通入CO2成为氧化硅胶体,将上述氧化铝浆液加入此胶体中,调PH值至5.6左右,经过滤、干燥、洗涤等手续,制成催化剂。
B.P953566,专利题目是硅铝裂化催化剂。是格瑞斯公司1964年发表的专利,制备方法与上述B.P985493基本相同,只是用浓度为40%的硫酸分步沉淀法成胶,制成催化剂。洗涤是先用3Be-’(NH4)2SO4溶液洗涤,再用PH为9.5的氨水洗涤。专利后面有详细的制备流程图。所制得的催化剂性能见表10。
US3,124,541,专利题目是硅铝裂化催化剂的制备。是格瑞斯公司1964年发表的专利,是将水玻璃和SO4=/Al2O3为1.5:1的氢氧化铝浆液混合在一起共胶,然后用氨调PH,使PH为5.8,再经过滤、干燥、洗涤,制成含25%Al2O3的催化剂。专利认为PH为5.8的催化剂最好,并且也避免洗涤损失。洗涤方法是先用4Be’的硫酸铵洗涤,再用PH为9的氨水洗涤。所得催化剂在560℃水蒸气处理后,D+L活性为23.6,在835℃热处理3小时后,D+L活性为50.0,测定活性的方法是相同的。
US 3,131,156, 此专利也是格瑞斯公司发表的。制备方法是将硫酸铝加碳酸钙使生成硫酸钙沉淀,将沉淀滤去,过滤后的滤液再与用CO2法制得的氧化硅胶混合,加氨调PH值,制得高铝催化剂。催化剂中含Al2O3为27%,表面积为382米2/克,孔体积为0.64毫升/克。
除以上列举の专利外,尚有加α-氧化铝和加Al(OH)4SO4溶液制高铝催化剂的专利,本报告不错介绍。
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表10 催化剂 Al2O3, % Na2O, % SO4=, % 528℃焙烧3小时 水蒸气处理 表面积,米2/克 孔体积,毫升/克 活性D+L 气因数 炭因数 807℃焙烧3小时 D+L 1 26.1 0.061 0.30 4.30 0.74 35.0 1.03 0.99 50.0 23 2 29.8 0.068 0 4.26 0.58 34.4 1.04 0.86 / 24 磨损指数 (6)将硅铝凝胶与氧化铝凝胶混合制备高铝催化剂:
US 3,260,681, 专利题目是碳氢化合物裂化催化剂。是辛格莱公司(Sinclair Research Co.)发表的专利。先用铝酸钠法制成含Al2O3为54%的高铝催化剂,此催化剂有抗镍中毒的特性。此催化剂与含Al2O3 30.2%的硅铝胶体,再用铝酸钠、硫酸铝和碳酸钠法制成铝胶,将这两种胶体混合,经过滤、干燥、洗涤等手续,制成含Al2O3为54%的高铝催化剂,此催化剂有抗镍中毒的特性。此催化剂与含Al2O3 28.4%的催化剂相比,结果见表11。
按照上述各专利提供的制备催化剂的方法,进行原料消耗对比,列于表12,其中不包括洗涤时所用的硫酸铵、氨水的量。
由表12所列数据来看,加Al(OH)3粉末法最省硫酸,制备1公斤催化剂仅用0.37-0.69公斤硫酸,其中加Al(OH)3粉末的共胶法不仅省酸,而且不需用CO2,加Al(OH)3粉末的CO2分步沉淀法,同样每公斤催化剂只用0.37公斤硫酸,如果CO2回收循环使用,还需要收集或纯化CO2的设备。由所列专利中制得的催化剂活性来看,加Al(OH)3粉末的共胶法所制催化剂活性比分步沉淀法活性低。虽然专利发表的试验结果数据较少,但这种现象引起注意是应该的。一些本质上的问题,还待我们自己做试验来证明。此外,制备一个好催化剂不能仅从节省原料上考虑,
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还需从我国的实际情况出发,经过全面考虑,通过科学实验,选择我们需要的制备催化剂的新方法,才能符合多快好省地建设社会主义总路线的要求。
表11
催化剂 新鲜 Al2O3, % 表面积,米2/克 孔体积,毫升/克 磨损指数 相对活性 气因数 炭因数 28.4 425 0.80 8.1 26.7 1.11 1.01 一般高铝 水蒸气处理* 28.4 174 0.65 8.4 新鲜 54.0 510 1.06 6.1 44.8 0.97 0.71 本专利 水蒸气处理* 54.0 208 0.9 5.8 *670℃水蒸气-油减活7天半,每天3桶的试验装置结果。
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