Риформинг

Свойства γ- и η-оксидов алюминия

Исходным кристаллогидра­том   при    получении   γ-А12О3    служит   моногидрат — бемит.   Его готовят осаждением из растворов солей алюминия или алюминатов при рН 8,5—9,5 и комнатной или повышенной температуре. Высу­шенный при 110 °С осадок обычно имеет структуру бемита, но со­держит не 15% воды, отвечающих составу А12О32О, а 19—22%. Такой гидрат называют псевдобемитом; предполагают, что допол­нительная вода псевдобемита находится в промежутках между слоями анионов и удерживается водородными связями.

Осадок псевдобемита, полученный при температуре не выше 30 °С, состоит из мелких кристаллов (диаметр 2—3 нм), объединенных во вторичные частички (хлопья), содержащие большое количество коллоидно-связанной воды. Последняя удерживается гидратом очень прочно и удаляется только в результате сушки при 110—130 °С. Гидратированная масса обладает хорошей пластичностью, сохра­няющейся даже после снижения содержания воды от исходных 80—85 до 50—60 %. Порошок бемита, высушенный при 110°С при замешивании с водой снова образует пластичную массу. Реологиче­ские свойства бемита позволяют использовать разнообразные спо­собы формовки с получением после прокаливания прочного оксида алюминия.

Благодаря малым размерам кристаллов бемита, удельная поверх­ность его составляет 150—180 м2/г, а в некоторых случаях, когда бемит находится. в состоянии, близком к предкристаллическому, достигает 250—300 м2/г. Превращение бемита, в γ-'оксид происходит при малом изменении размера кристаллов и соответственно удельная поверхность его обычно равна 180—280 м2/г.

Исходный гидрат при получении η-оксида алюминия — байерит. Осаждение проводят при рН 10—12 байерит выпадает в виде круп­ных, малогидратированных и рыхлоупакованных кристаллов, про­межутки между которыми, как и в случае осадка бемита, заполнены коллоидно-связанной водой, но связь ее с гидратом менее прочна, чем у бемита. Осадки байерита тиксотропны, при растирании выде­ляют часть воды и разжижаются. При высыхании и прокаливании коллоидно-связанная вода удаляется, образующиеся пустоты соз­дают систему макропор. Одновременно при прокаливании проис­ходит распад крупных кристаллов байерита (30—70 нм) в мелкие кристаллы η-оксида алюминия (2—3 нм). Поверхность байерита составляет 50—80 м2/г, а поверхность η-оксида алюминия — 400— 500 м2/г. Чистый байерит не удается сформовать в прочные гранулы.

Способ ВНИИНефтехима [а. с. СССР 496236, 624884] позволяет получать, исходя из алюмината натрия и азотной кислоты, байерит, содержащий некоторое количество бемита, практически чистый от натрия. Экструдаты прокаленного η-оксида алюминия обладают хорошей прочностью. Наиболее характерные показатели качества γ- и η-оксидов алюминия приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1. Характеристика образцов активного оксида алюминия

 

Показатели  качества

γ-Оксид, А-64

η-Оксид, А-75

Насыпная плотность, г/см3

0,60—0,68

0,68—0,78

Коэффициент   прочности   по   ножу,   средний,   кг/мм, не менее

1,0

1,0

Удельная   поверхность   по   адсорбции   аргона,   м2

200—250

300—400

Массовое содержание примесей, %, не более

 

 

Na2O

0,02

0,02

Fe

0,015

0,02

Объем пор радиусом более 25 нм, см3

0,0—0,02

0,10—0,25

Содержание кислых центров по адсорбции аммиака, моль NH3 на 100 г А12О3 общее

35—45

75—90

в том числе сильных

10—15

25—50

Растрескивание при смачивании водой, число гранул из 100

10—40

0