Разработка технологии производства микросферического алюмооксидного носителя для катализатора дегидрирования парафинов. (3) Влияние фазового состава на термическую стабильность микросферических носителей

С целью разработки технологии носителя для катализатора дегидрирования парафинов продолжена работа по подбору условий приготовления термостабильного носителя. Изучено влияние фазового состава на стабильность, изменение гранулометрического состава, структурных, текстурных и физико-механических характеристик при термообработке до 1100 °С микросферических алюмооксидных носителей, полученных по технологии последовательных термической и гидротермальной обработок гиббсита в сравнении с образцами носителей – продуктов термохимической активации гиббсита. При нагревании линейные размеры гранул носителей уменьшаются вследствие усадки, которая определяется фазовым составом и характером упаковки образующих их кристаллитов бемита, оксидов алюминия и осуществляется в трех температурных областях. В I области (< 600 °С) интенсивная усадка идет по механизму диффузионного скольжения кристаллитов с сохранением прочности гранул; во II области (600–900 °С) полиморфные переходы в оксидах алюминия и одновременное спекание по механизму поверхностной диффузии не влияют на размеры и прочностные характеристики гранул, в III области (> 900–1000 °С) усадка идет по механизму коалесцентного спекания. Для промышленного производства микросферических катализаторов дегидрирования парафинов и обеспечения термической устойчивости при 550–900 °С рекомендовано использовать алюмооксидные носители с минимальным содержанием χ-Al2O3. При нагревании до 1100 °С монофазный бемитный носитель, полученный по разработанной технологии, характеризуется усадкой гранул не более 14,4 % и стойкостью гранул к истиранию не менее 89 %, носители же на основе продуктов термохимической активации гиббсита с содержанием χ-Al2O3 до 14–23 мас.% отличаются большей (на 3–5 %) усадкой гранул и меньшей (на 6–12 %) прочностью.

1. Кулько Е.В., Иванова А.С., Кругляков В.Ю. и др. // Кинетика и катализ. 2007. Т. 48. № 2. С. 332.

2. Егорова С.Р., Катаев А.Н., Бекмухамедов Г.Э. и др. // Катализ в промышленности. 2009. № 6. С. 48.

3. Гильманов Х.Х., Нестеров О.Н., Ламберов А.А. и др. // Катализ в промышленности. 2010. № 1. С. 53.

4. Пат. 2123974 (РФ). Микросферический оксид алюминия и способ его приготовления / Б.П. Золотовский, А.Я. Букаев, Е.А. Тарабан и др. 1998.

5. Пат. 2350594 (РФ). Алюмооксидный носитель, способ получения алюмооксидного носителя и способ получения катализатора дегидрирования С3—С5 парафиновых углеводородов на этом носителе / В.М. Бусыгин, Х.Х. Гильманов, А.А. Ламберов и др. 2009.

6. Исмагилов З.Р., Шкрабина Р.А., Корябкина Н.А. Алюмооксидные носители: производство, свойства и применение в каталитических процессах защиты окружающей среды. Аналит. обзор. Новосибирск: Изд-во СО РАН. 1998. С. 82.

7. ASTM B822-97 Standard Test Method for Particle Size Distribution of Metal Powders and Related Compounds by Light Scattering, American Society for Testing and Materials, West Conshohocken.

8. ГОСТ 12801-98: Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний. М.: Стандарты, 1998.

9. Tsukada T., Segawa H., Yasumorib А. et al. // Journal of Materials Chemistry. 1999. Vol. 9. P. 549.

10. Al’myasheva O.V., Korytkova E.N, Maslov A.V. // Inorganic Materials. 2005. Vol. 41. №. 5. Р. 460.

11. Липпенс Б.К., Стеггерда Й.Й. Активная окись алюминия. Строение и свойства адсорбентов и катализаторов / Под. ред. Б.Г. Липпенса. М.: Мир, 1973.

12. Ушаков В.А., Мороз Э.М. // Кинетика и катализ. 1985. Т. 26. № 4. С. 963.

13. Al’myasheva O.V., Gusarov V.V. // Glass Physics and Chemistry. 2006. Vol. 32. №. 2. Р. 162.

14. Фенелонов В.Б. Физическая химия формирования супрамолекулярной структуры адсорбентов и катализаторов. Новосибирск: Изд-во СО РАН. 2002.

15. Тихов С.Ф., Романенков В.Е., Садыков В.А. и др. Пористые композиты на основе оксид-алюминиевых керметов (синтез и свойства). Новосибирск: Изд-во СО РАН. 2004. 205 с.

16. Zhou R.-S., Snyder R.L. // Acta Crystallographica. Section B: Structural science. 1991. Vol. 47. № 5. P. 617.

17. Тарасова Д.В. Термообработка окисных катализаторов и носителей. Научные основы производства катализаторов / Под ред. Р.А. Буянова. Новосибирск: Наука (СО), 1982.

18. Гегузин Я.Е. Физика спекания. М.: Наука, 1967.

19. Егорова С.Р., Катаев А.Н., Бекмухамедов Г.Э. и др. // Катализ в промышленности. 2009. № 5. С. 71.

20. Грег С., Синг К. Адсорбция удельная поверхность, пористость. М.: Мир, 1984.

21. Favaro L., Boumaza А., Roy P. et al. // Journal of Solid State Chemistry. 2010. Vol. 183. P. 901.

22. Федоров Б.М., Данюшевский В.Я., Балашов В.Л. и др. // Кинетика и катализ. 1991. Т. 32. Вып. 2. С. 447.