JP2018069116A - Α-alumina granulated product for catalyst carrier and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
【課題】触媒担体として求められるBET比表面積、圧壊強度、粉化率、細孔容量及び嵩比重を具備する安価なαアルミナ造粒品及びその製造方法の提供。【解決手段】平均粒径90〜120μmのαアルミナ粒子50〜70wt%と平均粒径0.4〜0.7μmのαアルミナ微粒子30〜50wt%とを混合し、αアルミナ混合粒子を得る第一工程S01と、αアルミナ混合粒子と、18〜25wt%の水と2〜5wt%のバインダーと0wt%超7wt%以下の造孔剤とを混錬し、押出成形によって成形体を得る第二工程S02と、成形体を整粒して造粒粉を得る第三工程S03と、造粒粉を焼成する第四工程S04と、を有する触媒担体用αアルミナ造粒品の製造方法。略球状で、BET比表面積が4.0〜6.0m2/g、圧壊強度が9kg以上、粉化率が1%未満、細孔容積が0.25〜0.45cc/g、嵩比重が1.6〜1.7である触媒担体用αアルミナ造粒品。【選択図】図1The present invention provides an inexpensive α-alumina granulated product having the BET specific surface area, crushing strength, powdering rate, pore volume, and bulk specific gravity required as a catalyst carrier, and a method for producing the same. [Solution] A first method for obtaining α-alumina mixed particles by mixing 50-70 wt% of α-alumina particles with an average particle size of 90-120 μm and 30-50 wt% of α-alumina fine particles with an average particle size of 0.4-0.7 μm. Step S01, a second step of kneading α-alumina mixed particles, 18 to 25 wt% of water, 2 to 5 wt% of binder, and more than 0 wt% to 7 wt% of a pore-forming agent, and obtaining a molded body by extrusion molding. A method for producing an α-alumina granulated product for a catalyst carrier, comprising: S02, a third step S03 of sizing a compact to obtain a granulated powder, and a fourth step S04 of firing the granulated powder. It is approximately spherical, has a BET specific surface area of 4.0 to 6.0 m2/g, a crushing strength of 9 kg or more, a pulverization rate of less than 1%, a pore volume of 0.25 to 0.45 cc/g, and a bulk specific gravity of 1. A granulated alpha alumina product for catalyst carriers having a particle size of .6 to 1.7. [Selection diagram] Figure 1
Description
本発明は触媒担体として使用されるαアルミナ造粒品及びその効率的な製造方法に関するものである。 The present invention relates to an α-alumina granulated product used as a catalyst support and an efficient production method thereof.
代表的なセラミックスであるアルミナには、γアルミナやθアルミナ等の遷移アルミナやαアルミナ等が存在し、物性、形状及び製造コスト等の各特徴に応じて、広く産業的に使用されている。 Alumina, which is a representative ceramic, includes transition alumina such as γ alumina and θ alumina, α alumina, and the like, and is widely used industrially according to various characteristics such as physical properties, shape, and manufacturing cost.
アルミナの代表的な用途には触媒担体を挙げることができるが、一般的に、触媒担体には適切なBET比表面積、圧壊強度、粉化率、細孔容積及び嵩比重等が求められる。ここで、例えばBET比表面積と圧壊強度は互いにトレードオフの関係にあり、両方の要求を満たすことは容易ではない。 A typical use of alumina may include a catalyst carrier, but generally, an appropriate BET specific surface area, crushing strength, pulverization rate, pore volume, bulk specific gravity and the like are required for the catalyst carrier. Here, for example, the BET specific surface area and the crushing strength are in a trade-off relationship with each other, and it is not easy to satisfy both requirements.
これに対し、大きなBET比表面積及び高い圧壊強度等が要求される触媒担体に関しては、主としてγアルミナやθアルミナ等の遷移アルミナを原料とする造粒品が用いられている。 On the other hand, for a catalyst carrier that requires a large BET specific surface area and high crushing strength, a granulated product mainly using transition alumina such as γ alumina or θ alumina is used.
例えば、特許文献1(特開2005−225696号公報)では、再水和性アルミナ粉末に水を加えて成形して再水和性アルミナ成形体とし、130℃以上の温度でアルコール類の存在下に水と接触させて再水和して再水和アルミナ成形体とし、次いで焼成することを特徴とする遷移アルミナ成形体の製造方法、が提案されている。 For example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-225696), water is added to a rehydratable alumina powder to form a rehydrated alumina molded body, and alcohol is present at a temperature of 130 ° C. or higher. There has been proposed a method for producing a transition alumina molded body characterized in that it is rehydrated by contact with water to form a rehydrated alumina molded body and then fired.
上記特許文献1に開示されている製造方法で得られる遷移アルミナ成形体は、高温で保持しても、比表面積が高く、強度も高いことから、触媒担体に好適に用いることができる、としている。 The transition alumina molded body obtained by the production method disclosed in Patent Document 1 has a high specific surface area and high strength even when held at a high temperature, so that it can be suitably used for a catalyst carrier. .
また、特許文献2(特開平11−139865号公報)では、少なくとも部分的に再水和性を有する遷移アルミナ粉末を、成形、再水和し、再水和後の成形体を焼成してなる遷移アルミナ成形体の製造方法において、再水和を110〜200℃の水蒸気または水蒸気含有ガス中で行った後、当該成形体を常圧下、100℃以下の水と接触させ、次いで、水と分離した後、水と分離後の成形体を焼成することを特徴とする遷移アルミナ成形体の製造方法、が提案されている。 In Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 11-139865), a transition alumina powder having at least a part of rehydration is molded, rehydrated, and the molded body after rehydration is fired. In the method for producing a transition alumina molded body, after rehydration is performed in water vapor or a gas containing steam at 110 to 200 ° C., the molded body is brought into contact with water at 100 ° C. or less under normal pressure, and then separated from water. After that, a method for producing a transition alumina molded body characterized by firing the molded body after separation from water has been proposed.
上記特許文献2に開示されている製造方法で得られる遷移アルミナ成形体は、ソーダ含有量が低く、かつ高強度を有しており、乾燥剤、吸着剤、触媒、触媒担体および各種薬品の担体用として好適に用いることができる、としている。 The transition alumina molded body obtained by the production method disclosed in Patent Document 2 has a low soda content and high strength, and includes a desiccant, an adsorbent, a catalyst, a catalyst carrier, and various chemical carriers. It can be used suitably for use.
しかしながら、遷移アルミナの製造工程は煩雑であり、得られる触媒担体も高価なものになってしまう。これに対し、バイヤー法起因の水酸化アルミニウムを焼成することによって、比較的安価にαアルミナを製造することができるが、当該αアルミナを用いる場合は適当なBET比表面積や圧壊強度等、触媒担体として求められる上記各特性を同時に満たすことが困難である。 However, the production process of transition alumina is complicated, and the resulting catalyst carrier becomes expensive. In contrast, by firing aluminum hydroxide derived from the Bayer method, α-alumina can be produced at a relatively low cost. However, when the α-alumina is used, a catalyst carrier such as an appropriate BET specific surface area and crushing strength can be obtained. It is difficult to satisfy the above characteristics required as
以上のような従来技術における問題点に鑑み、本発明の目的は、αアルミナ造粒品を適当に製造することにより、触媒担体として求められるBET比表面積、圧壊強度、粉化率、細孔容量及び嵩比重を全て具備する安価なαアルミナ造粒品及びその効率的な製造方法を提供することにある。 In view of the problems in the prior art as described above, the object of the present invention is to appropriately produce an α-alumina granulated product to obtain a BET specific surface area, a crushing strength, a pulverization rate, a pore volume required as a catalyst carrier. And an inexpensive α-alumina granulated product having all bulk specific gravity and an efficient production method thereof.
ここで、αアルミナ造粒品を触媒担体として用いるためには、BET(比表面積):4.0〜6.0m2/g、圧壊強度:>9kg、粉化率:<1%、細孔容積:0.25〜0.45cc/g、嵩比重:1.6〜1.7であることが好ましい。 Here, in order to use the α-alumina granulated product as a catalyst carrier, BET (specific surface area): 4.0 to 6.0 m 2 / g, crushing strength:> 9 kg, pulverization rate: <1%, pores The volume is preferably 0.25 to 0.45 cc / g, and the bulk specific gravity is preferably 1.6 to 1.7.
本発明者らは、上記目的を達成すべく、αアルミナ造粒品及びその製造方法について鋭意研究を重ねた結果、適当な粒径を有するαアルミナ粒子を混合し、押出成形によって造粒すること等が極めて有効であることを見出し、本発明に到達した。 In order to achieve the above object, the present inventors have conducted extensive research on α-alumina granulated products and production methods thereof. As a result, α-alumina particles having an appropriate particle size are mixed and granulated by extrusion. Etc. were found to be extremely effective and reached the present invention.
即ち、本発明は、
平均粒径が90〜120μmのαアルミナ粒子と、平均粒径が0.4〜0.7μmのαアルミナ微粒子と、を混合し、前記αアルミナ粒子及び前記αアルミナ微粒子の含有量がそれぞれ50〜70wt%及び30〜50wt%となるαアルミナ混合粒子を得る第一工程と、
前記αアルミナ混合粒子と、18〜25wt%の水と、2〜5wt%のバインダーと、0wt%超7wt%以下の造孔剤と、を混錬し、押出成形によって成形体を得る第二工程と、
前記成形体を整粒して造粒粉を得る第三工程と、
前記造粒粉を焼成する第四工程と、を有すること、
を特徴とする触媒担体用αアルミナ造粒品の製造方法を提供する。
That is, the present invention
Α-alumina particles having an average particle size of 90 to 120 μm and α-alumina particles having an average particle size of 0.4 to 0.7 μm are mixed, and the contents of the α-alumina particles and the α-alumina particles are 50 to 50 respectively. A first step of obtaining α-alumina mixed particles of 70 wt% and 30-50 wt%;
The second step of kneading the α-alumina mixed particles, 18 to 25 wt% water, 2 to 5 wt% binder, and more than 0 wt% to 7 wt% or less pore former and obtaining a molded body by extrusion molding. When,
A third step of sizing the molded body to obtain a granulated powder; and
Having a fourth step of firing the granulated powder,
A method for producing an α-alumina granulated product for a catalyst carrier is provided.
本発明の触媒担体用αアルミナ造粒品の製造方法においては、平均粒径が90〜120μmのαアルミナ粒子と、平均粒径が0.4〜0.7μmのαアルミナ微粒子とを混合し、αアルミナ粒子及びαアルミナ微粒子の含有量がそれぞれ50〜70wt%及び30〜50wt%となるαアルミナ混合粒子を調整することにより、αアルミナ粒子又はαアルミナ微粒子を単体で使用する場合と比較して、大きなBET比表面積と高い圧壊強度を両立するαアルミナ造粒品を得ることができる。 In the method for producing an α-alumina granulated product for a catalyst carrier of the present invention, an α-alumina particle having an average particle size of 90 to 120 μm and an α-alumina fine particle having an average particle size of 0.4 to 0.7 μm are mixed, By adjusting the α-alumina mixed particles in which the content of α-alumina particles and α-alumina fine particles is 50 to 70 wt% and 30 to 50 wt%, respectively, compared with the case where α alumina particles or α alumina fine particles are used alone. An α-alumina granulated product having both a large BET specific surface area and a high crushing strength can be obtained.
また、αアルミナ粒子とαアルミナ微粒子を混合することで粒子の充填密度が増加する。加えて、造粒工程において転動造粒ではなく押出成形を用いることにより外圧を印加することができ、αアルミナ粒子及びαアルミナ微粒子の高充填化がより進行し、大きなBET比表面積と高い圧壊強度を両立するαアルミナ造粒品を得ることができる。 Further, the mixing density of the α alumina particles and the α alumina fine particles increases the particle packing density. In addition, an external pressure can be applied by using extrusion molding instead of rolling granulation in the granulation process, and α-alumina particles and α-alumina fine particles are more highly filled, resulting in a large BET specific surface area and high crushing. An α-alumina granulated product having both strengths can be obtained.
また、焼成前の造粒粉に0wt%超7wt%以下の造孔剤を添加することで、αアルミナ粒子同士の接着(焼結)部以外の領域に空隙を形成することができる。その結果、αアルミナ造粒品の圧壊強度を大きく低下させることなく、BET比表面積や嵩比重等を調整することができる。 Further, by adding a pore forming agent of more than 0 wt% and not more than 7 wt% to the granulated powder before firing, voids can be formed in a region other than the bonded (sintered) portion between the α alumina particles. As a result, the BET specific surface area, bulk specific gravity, and the like can be adjusted without greatly reducing the crushing strength of the α-alumina granulated product.
本発明の触媒担体用αアルミナ造粒品の製造方法においては、前記第四工程における焼成温度を1200〜1400℃とすること、が好ましい。焼結温度を1200℃以上とすることでαアルミナ造粒品の圧壊強度を担保する(例えば、>9kgとする)ことができ、1400℃以下とすることで、BET比表面積の低下を抑制する(例えば、4.0〜6.0m2/gとする)ことができる。 In the method for producing an α-alumina granulated product for a catalyst carrier of the present invention, it is preferable that the firing temperature in the fourth step is 1200 to 1400 ° C. By setting the sintering temperature to 1200 ° C. or higher, the crushing strength of the α-alumina granulated product can be ensured (for example,> 9 kg), and by setting the sintering temperature to 1400 ° C. or lower, the decrease in the BET specific surface area is suppressed. (For example, 4.0 to 6.0 m 2 / g).
また、本発明の触媒担体用αアルミナ造粒品の製造方法においては、前記第四工程の前処理として、前記造粒粉を静置乾燥させること、が好ましい。造粒粉を静置乾燥させることで、αアルミナ粒子及びαアルミナ微粒子の再配列が進行すると共にバインダーが全体に馴染むため、造粒粉が密になり、得られるαアルミナ造粒品の圧壊強度を向上させることができる。 In the method for producing an α-alumina granulated product for a catalyst carrier of the present invention, it is preferable that the granulated powder is allowed to stand and dry as a pretreatment in the fourth step. By allowing the granulated powder to stand and dry, the rearrangement of α-alumina particles and α-alumina fine particles proceeds and the binder becomes familiar with the whole, so the granulated powder becomes dense and the crushing strength of the resulting α-alumina granulated product Can be improved.
更に、本発明の触媒担体用αアルミナ造粒品の製造方法においては、前記造孔剤に小麦粉又は米粉を用いること、が好ましい。これらは入手が容易で安価であることに加え、第四工程における焼成プロセスによって略完全に焼失し、αアルミナ造粒品に適当な空隙を導入することができる。 Furthermore, in the method for producing an α-alumina granulated product for a catalyst carrier of the present invention, it is preferable to use wheat flour or rice flour as the pore former. In addition to being easily available and inexpensive, they can be almost completely burned down by the firing process in the fourth step, and appropriate voids can be introduced into the α-alumina granulated product.
また、本発明は、
αアルミナ粒子の焼結体であって、
前記焼結体は略球状を有し、
BET比表面積が4.0〜6.0m2/gであり、
圧壊強度が9kgより大きく、
粉化率が1%未満であり、
細孔容積が0.25〜0.45cc/gであり、
嵩比重が1.6〜1.7であること、
を特徴とする触媒担体用αアルミナ造粒品も提供する。
The present invention also provides:
a sintered body of α-alumina particles,
The sintered body has a substantially spherical shape,
The BET specific surface area is 4.0-6.0 m 2 / g,
Crushing strength is greater than 9kg,
The powdering rate is less than 1%,
The pore volume is 0.25 to 0.45 cc / g,
The bulk specific gravity is 1.6 to 1.7,
An α-alumina granulated product for a catalyst support characterized by the above is also provided.
本発明の触媒担体用αアルミナ造粒品の圧壊強度は9kgより大きく、反応塔に充填して使用する際に、割れが生じて触媒担体としての効率が低下することを抑制することができる。また、粉化率は1%未満であり、触媒担体の表面が剥がれて微粉が発生し、触媒担体としての効率が低下することを抑制することができる。 The crushing strength of the α-alumina granulated product for a catalyst carrier of the present invention is greater than 9 kg, and it is possible to suppress the occurrence of cracks and a decrease in efficiency as a catalyst carrier when used in a reaction tower. Moreover, the powdering rate is less than 1%, and it can be suppressed that the surface of the catalyst carrier is peeled off to generate fine powder and the efficiency as the catalyst carrier is lowered.
また、本発明の触媒担体用αアルミナ造粒品のBET比表面積及び細孔容積はそれぞれ4.0〜6.0m2/g及び0.25〜0.45cc/gであり、十分な反応場を提供することができる。なお、嵩比重は細孔容積と相関があり、細孔容積を上記範囲に調整するための指標となる。 Moreover, the BET specific surface area and the pore volume of the α-alumina granulated product for a catalyst carrier of the present invention are 4.0 to 6.0 m 2 / g and 0.25 to 0.45 cc / g, respectively, and a sufficient reaction field Can be provided. The bulk specific gravity has a correlation with the pore volume, and is an index for adjusting the pore volume to the above range.
本発明の触媒担体用αアルミナ造粒品は、上記各特性を有しており、触媒担体として好適に用いることができ、特に、一酸化炭素とメタノールの混合ガスからシュウ酸ジメチルを製造するプロセスにおいて好適に用いることができる。 The α-alumina granulated product for a catalyst carrier of the present invention has the above-mentioned characteristics and can be suitably used as a catalyst carrier. In particular, a process for producing dimethyl oxalate from a mixed gas of carbon monoxide and methanol. Can be suitably used.
本発明の触媒担体用αアルミナ造粒品については、造孔剤に起因する空隙を有すること、が好ましく、前記空隙は直径が3〜50μmの略球状であること、がより好ましい。造孔剤に起因する空隙はαアルミナ粒子同士の接着(焼結)部以外の領域に形成され、大きな強度低下を伴うことがないため、αアルミナ造粒品の圧壊強度(>9kg)とBET比表面積(4.0〜6.0m2/g)及び嵩比重(1.6〜1.7)を同時に実現することができる。 The α-alumina granulated product for a catalyst carrier of the present invention preferably has a void due to the pore forming agent, and the void is more preferably a substantially spherical shape having a diameter of 3 to 50 μm. The voids due to the pore forming agent are formed in regions other than the bonded (sintered) portion of the α alumina particles and do not cause a significant decrease in strength. Therefore, the crush strength (> 9 kg) of the α alumina granulated product and the BET A specific surface area (4.0-6.0 m 2 / g) and bulk specific gravity (1.6-1.7) can be realized simultaneously.
本発明によれば、触媒担体として求められるBET比表面積、圧壊強度、粉化率、細孔容量及び嵩比重を全て具備する安価なαアルミナ造粒品及びその効率的な製造方法を提供することができる。より具体的には、αアルミナ造粒品を、BET比表面積:4.0〜6.0m2/g、圧壊強度:>9kg、粉化率:<1%、細孔容積:0.25〜0.45cc/g、嵩比重:1.6〜1.7とすることができる。 According to the present invention, an inexpensive α-alumina granulated product having all the BET specific surface area, crushing strength, pulverization rate, pore volume and bulk specific gravity required as a catalyst carrier and an efficient production method thereof are provided. Can do. More specifically, the α-alumina granulated product has a BET specific surface area of 4.0 to 6.0 m 2 / g, a crushing strength of> 9 kg, a powdering rate of <1%, and a pore volume of 0.25 to 0.25. 0.45 cc / g and bulk specific gravity: 1.6 to 1.7.
以下、図面を参照しながら本発明の触媒用αアルミナ造粒品及びその製造方法についての代表的な実施形態について詳細に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。 Hereinafter, typical embodiments of the α-alumina granulated product for catalyst and the method for producing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
1.触媒担体用αアルミナ造粒品の製造方法
本発明のαアルミナ造粒品の製造方法に関する工程図を図1に示す。本発明のαアルミナ造粒品の製造方法は、αアルミナ混合粒子を得る第一工程(S01)と、押出成形によって成形体を得る第二工程(S02)と、成形体を整粒して造粒粉を得る第三工程(S03)と、造粒粉を焼成する第四工程(S04)と、を有している。以下、各工程について説明する。
1. Process for Producing α-Alumina Granulated Product for Catalyst Support FIG. 1 shows a process chart relating to the method for producing an α-alumina granulated product of the present invention. The production method of the α-alumina granulated product of the present invention includes a first step (S01) for obtaining α-alumina mixed particles, a second step (S02) for obtaining a molded product by extrusion molding, and granulating the molded product for granulation. It has the 3rd process (S03) which obtains granule powder, and the 4th process (S04) which bakes granulated powder. Hereinafter, each step will be described.
(1)αアルミナ混合粒子の調整(第一工程:S01)
第一工程(S01)は、αアルミナ粒子とαアルミナ微粒子とを混合し、αアルミナ混合粒子を調整するための工程である。
(1) Preparation of α-alumina mixed particles (first step: S01)
The first step (S01) is a step for adjusting α-alumina mixed particles by mixing α-alumina particles and α-alumina fine particles.
αアルミナ粒子の平均粒径を90〜120μmとし、αアルミナ微粒子の平均粒径を0.4〜0.7μmとすることで、αアルミナ粒子間に形成される空隙にαアルミナ微粒子が充填され、高い充填密度のαアルミナ混合粒子を得ることができる。加えて、αアルミナ微粒子はαアルミナ粒子よりも優れた焼結性を有することから、αアルミナ造粒品の圧壊強度を向上させることができる。 By setting the average particle diameter of α-alumina particles to 90 to 120 μm and the average particle diameter of α-alumina particles to 0.4 to 0.7 μm, the voids formed between the α-alumina particles are filled with α-alumina particles, Α-alumina mixed particles having a high packing density can be obtained. In addition, since the α-alumina fine particles have sinterability superior to that of the α-alumina particles, the crushing strength of the α-alumina granulated product can be improved.
また、αアルミナ粒子の含有量を50〜70wt%とし、αアルミナ微粒子の含有量を30〜50wt%とすることで、αアルミナ微粒子をαアルミナ粒子間に十分に充填することができることに加え、各粒子の均一分散性を担保することができる。 In addition, the content of α-alumina particles is 50 to 70 wt%, and the content of α-alumina particles is 30 to 50 wt%, so that α-alumina particles can be sufficiently filled between α-alumina particles, Uniform dispersibility of each particle can be ensured.
αアルミナ粒子とαアルミナ微粒子との混合方法は、本発明の効果を損なわない限りにおいて特に限定されず、従来公知の種々の混合方法を用いることができる。なお、第二工程(S02)においてその他の原料と共に混錬されることから、当該混錬によってαアルミナ粒子とαアルミナ微粒子との均一分散が達成されてもよい。 The mixing method of α alumina particles and α alumina particles is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and various conventionally known mixing methods can be used. In addition, since it knead | mixes with another raw material in a 2nd process (S02), the uniform dispersion | distribution of alpha alumina particle and alpha alumina fine particle may be achieved by the said kneading.
(2)混錬及び押出成形(第二工程:S02)
第二工程(S02)は、αアルミナ混合粒子と、水と、バインダーと、造孔剤と、を混錬し、押出成形によって成形体を得る工程である。
(2) Kneading and extrusion molding (second step: S02)
The second step (S02) is a step of kneading α-alumina mixed particles, water, a binder, and a pore former, and obtaining a molded body by extrusion molding.
ここで、αアルミナ混合粒子と、18〜25wt%の水と、2〜5wt%のバインダーと、0wt%超7wt%以下の造孔剤と、を混錬することで、押出成形に好適なペーストを得ることができる。なお、必要に応じて適当な可塑剤等を添加してもよい。混錬の方法は、本発明の効果を損なわない限りにおいて特に限定されず、従来公知の種々の混錬方法を用いることができ、例えば、一般的なニーダー(混錬機)を用いて混錬することができる。 Here, paste suitable for extrusion molding by kneading α-alumina mixed particles, 18 to 25 wt% water, 2 to 5 wt% binder, and more than 0 wt% to 7 wt% or less pore former. Can be obtained. In addition, you may add a suitable plasticizer etc. as needed. The kneading method is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and various conventionally known kneading methods can be used, for example, kneading using a general kneader (kneading machine). can do.
バインダーの添加量を1wt%以上とすることで、押出成形用ペーストに適当な粘度を付与することができると共に、バインダーの焼失によって形成される空隙によってαアルミナ造粒品のBET比表面積を十分大きくすることができる。一方で、バインダーの添加量を5wt%以下とすることで、押出成形用ペーストに適当な粘度を付与することができると共に、αアルミナ造粒品の圧壊強度を十分高くすることができる。 By making the addition amount of the binder 1 wt% or more, it is possible to impart an appropriate viscosity to the paste for extrusion molding, and the BET specific surface area of the α-alumina granulated product is sufficiently large due to voids formed by burnout of the binder can do. On the other hand, when the addition amount of the binder is 5 wt% or less, an appropriate viscosity can be imparted to the extrusion paste, and the crushing strength of the α-alumina granulated product can be sufficiently increased.
なお、バインダーのより好ましい添加量は2〜4wt%である。バインダーの添加量を2wt%以上とすることで、押出後の成形体に適度な強度を付与でき、整粒時に楕円形となることを抑制することができる。一方で、バインダーの添加量を4wt%以下とすることで、押出後の成形体に適度な変形能を付与でき、整粒時に球状とすることができる。 In addition, the more preferable addition amount of a binder is 2-4 wt%. By setting the addition amount of the binder to 2 wt% or more, an appropriate strength can be imparted to the molded body after extrusion, and the formation of an ellipse at the time of sizing can be suppressed. On the other hand, by setting the addition amount of the binder to 4 wt% or less, an appropriate deformability can be imparted to the molded body after extrusion, and it can be made spherical at the time of sizing.
バインダーは本発明の効果を損なわない限りにおいて特に限定されず、従来公知の種々のバインダーを用いることができるが、例えば、ヒドロキシプロピルメチルセルロースを用いることが好ましい。バインダーはαアルミナ粒子とαアルミナ微粒子とを結合するために用いられ、αアルミナ粒子とαアルミナ微粒子とが適度に結合することにより、押出工程での成形が可能となる。バインダーの添加量が増加すると成形性が向上し、造粒粉の保形性が良好になるが、添加量が多すぎると造粒粉の弾力が上昇し、第三工程の整粒において球状とすることが困難となる。また、バインダーは焼成時に焼失して空隙を形成することから、添加量が多すぎる場合は造粒品の強度低下が問題となる。 The binder is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and various conventionally known binders can be used. For example, hydroxypropylmethylcellulose is preferably used. The binder is used to bond the α alumina particles and the α alumina fine particles. When the α alumina particles and the α alumina fine particles are appropriately bonded, molding in the extrusion process becomes possible. When the amount of the binder added increases, the moldability improves and the shape retention of the granulated powder improves, but when the amount added is too large, the elasticity of the granulated powder increases, and the particle size in the third step is spherical. Difficult to do. Further, since the binder is burned off during firing to form voids, when the amount added is too large, the strength of the granulated product is lowered.
造孔剤には、小麦粉又は米粉を用いることが好ましい。これらは入手が容易で安価であることに加え、第四工程における焼成プロセスによって略完全に焼失し、αアルミナ造粒品に適当な空隙を導入することができる。 As the pore-forming agent, it is preferable to use wheat flour or rice flour. In addition to being easily available and inexpensive, they can be almost completely burned down by the firing process in the fourth step, and appropriate voids can be introduced into the α-alumina granulated product.
押出に用いる装置は本発明の効果を損なわない限りにおいて特に限定されず、従来公知の種々の押出機を用いることができるが、圧力の印加によりαアルミナ粒子間の隙間を低減し、密な成形体が得られるものが好ましい。押出機から押し出された混錬体を適当な大きさにカットすることで、第三工程(S03)で用いる成形体を得ることができる。 The apparatus used for extrusion is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and various conventionally known extruders can be used. However, by applying pressure, the gap between α-alumina particles is reduced and dense molding is performed. What can obtain a body is preferable. By cutting the kneaded body extruded from the extruder into an appropriate size, a molded body used in the third step (S03) can be obtained.
(3)造粒粉の整粒(第三工程:S03)
第三工程(S03)は、第二工程(S02)で得られた成形体を整粒して造粒粉を製造する工程である。
(3) Sizing of granulated powder (third step: S03)
The third step (S03) is a step of producing granulated powder by sizing the shaped body obtained in the second step (S02).
整粒に用いる整粒機は、本発明の効果を損なわない限りにおいて特に限定されず、従来公知の種々の整粒機を用いることができる。ここで、造粒粉の形状は略球形とすることが好ましく、粒径は用途に応じて任意に設定することができる。なお、焼成の前後において粒径は大きく変化しない。 The granulator used for granulation is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and various conventionally known granulators can be used. Here, the shape of the granulated powder is preferably substantially spherical, and the particle size can be arbitrarily set according to the application. Note that the particle size does not change significantly before and after firing.
(4)造粒粉の焼成(第四工程:S04)
第四工程(S04)は、第三工程(S03)で得られた造粒粉を焼成して、触媒担体として好適に用いることができるαアルミナ造粒品を得るための工程である。
(4) Firing of granulated powder (fourth step: S04)
The fourth step (S04) is a step for firing the granulated powder obtained in the third step (S03) to obtain an α-alumina granulated product that can be suitably used as a catalyst carrier.
造粒粉の焼成条件は、本発明の効果を損なわない限りにおいて特に限定されないが、焼成条件によってαアルミナ造粒品の圧壊強度やBET比表面積等の特性が変化する。ここで、高い圧壊強度と大きなBET比表面積を両立するためには、焼成温度を1200〜1400℃とすることが好ましく、1250〜1350℃とすることがより好ましい。また、当該焼成温度における保持時間は、0.25〜10時間とすることが好ましく、0.25〜5時間とすることがより好ましい。 The firing conditions for the granulated powder are not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, but the properties such as the crushing strength and the BET specific surface area of the α-alumina granulated product vary depending on the firing conditions. Here, in order to achieve both high crushing strength and a large BET specific surface area, the firing temperature is preferably 1200 to 1400 ° C, and more preferably 1250 to 1350 ° C. In addition, the holding time at the firing temperature is preferably 0.25 to 10 hours, and more preferably 0.25 to 5 hours.
また、焼成の前処理として、造粒粉を静置乾燥させることが好ましい。造粒粉を静置乾燥させることで、αアルミナ粒子及びαアルミナ微粒子の再配列が進行すると共にバインダーが全体に馴染むため、造粒粉が密になり、得られるαアルミナ造粒品の圧壊強度を向上させることができる。 Moreover, it is preferable that the granulated powder is allowed to stand and dry as a pretreatment for firing. By allowing the granulated powder to stand and dry, the rearrangement of α-alumina particles and α-alumina fine particles proceeds and the binder becomes familiar with the whole, so the granulated powder becomes dense and the crushing strength of the resulting α-alumina granulated product Can be improved.
2.触媒担体用αアルミナ造粒品
本発明の触媒担体用αアルミナ造粒品は、本発明の触媒担体用αアルミナ造粒品の製造方法によって好適に製造することができ、BET比表面積、圧壊強度、粉化率、細孔容積及び嵩比重が適当な値に制御されている。以下、当該αアルミナ造粒品の特徴について説明する。
2. Α-alumina granulated product for catalyst carrier The α-alumina granulated product for catalyst carrier of the present invention can be suitably produced by the production method of α-alumina granulated product for catalyst carrier of the present invention, and BET specific surface area, crushing strength The powdering rate, pore volume and bulk specific gravity are controlled to appropriate values. Hereinafter, the characteristics of the α-alumina granulated product will be described.
(1)形状、サイズ及び組成
本発明のαアルミナ造粒品は、平均粒径が90〜120μmのαアルミナ粒子と平均粒径が0.4〜0.7μmのαアルミナ微粒子との混合体が略球形に焼結したものである。ここで、これらの平均粒径は走査電子顕微鏡等による直接観察や、レーザ回折式粒度分布測定装置等を用いて測定することができる。なお、αアルミナ造粒品の直径は用途に応じて適宜決定すればよい。
(1) Shape, Size and Composition The α-alumina granulated product of the present invention is a mixture of α-alumina particles having an average particle size of 90 to 120 μm and α-alumina particles having an average particle size of 0.4 to 0.7 μm. Sintered into a substantially spherical shape. Here, these average particle diameters can be measured directly using a scanning electron microscope or the like, or using a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus. In addition, what is necessary is just to determine the diameter of alpha alumina granulated material suitably according to a use.
ここで、αアルミナ造粒品を構成するαアルミナ粒子は、本発明の効果を損なわない限りにおいて特に限定されず、従来公知の種々のαアルミナ粒子を用いることができるが、バイヤー法で得られた水酸化アルミニウムを焼成して得られるαアルミナ粒子を用いることが好ましい。 Here, the α alumina particles constituting the α alumina granulated product are not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and various conventionally known α alumina particles can be used, but obtained by the Bayer method. It is preferable to use α-alumina particles obtained by firing aluminum hydroxide.
また、本発明のαアルミナ造粒品は、基本的にαアルミナ粒子同士が焼結したものであるが、第四工程(S04)における焼成によって完全に除去されなかった炭素等が僅かに残存することは許容される。ここで、αアルミナ造粒品には多数の微小な空隙が存在することから、BET比表面積は高い値となる。 In addition, the α-alumina granulated product of the present invention is basically a product of α-alumina particles sintered together, but a slight amount of carbon or the like that has not been completely removed by firing in the fourth step (S04) remains. It is permissible. Here, since the α-alumina granulated product has a large number of minute voids, the BET specific surface area has a high value.
(2)BET比表面積
本発明のαアルミナ造粒品のBET比表面積は、4.0〜6.0m2/gとなっている。BET比表面積が4.0〜6.0m2/gとなっていることから、αアルミナ造粒品に触媒としての機能を有する白金等を十分に担持させることができる。なお、BET比表面積は、試料表面に窒素ガスを吸着させ、当該吸着量から試料の表面積を求める窒素ガス吸着法によって測定することができる。
(2) BET specific surface area The BET specific surface area of the α-alumina granulated product of the present invention is 4.0 to 6.0 m 2 / g. Since the BET specific surface area is 4.0 to 6.0 m 2 / g, the α-alumina granulated product can be sufficiently loaded with platinum or the like having a function as a catalyst. The BET specific surface area can be measured by a nitrogen gas adsorption method in which nitrogen gas is adsorbed on the sample surface and the surface area of the sample is obtained from the adsorption amount.
(3)圧壊強度
本発明のαアルミナ造粒品は9kgよりも高い圧壊強度を有している。圧壊強度が9kgよりも高いことで、触媒担体として使用する際の破損等を抑制することができる。なお、圧壊強度は、試料台にαアルミナ造粒品1粒を採取し、加圧アタッチメントで加圧して当該αアルミナ造粒品にクラックが発生した時点での数値を読み取る木屋式高度計によって求めることができる。
(3) Crushing strength The α-alumina granulated product of the present invention has a crushing strength higher than 9 kg. When the crushing strength is higher than 9 kg, breakage or the like when used as a catalyst carrier can be suppressed. The crushing strength is obtained by a Kiyama altimeter that collects one α-alumina granulated product on a sample stage, presses it with a pressure attachment, and reads the numerical value when a crack occurs in the α-alumina granulated product. Can do.
(4)粉化率
本発明のαアルミナ造粒品の粉化率は1%よりも小さな値となっている。粉化率が1%よりも小さくなっていることで、触媒担体として活用できる領域を十分に確保することができる。
(4) Powdering rate The powdering rate of the α-alumina granulated product of the present invention is a value smaller than 1%. When the pulverization rate is smaller than 1%, a region that can be used as a catalyst carrier can be sufficiently secured.
なお、粉化率は、直径254mm、高さ152mmの円柱容器であって、容器内側に幅51mm、高さ152mmのジャマ板が1カ所備わった容器を使用することで測定することができる。具体的には、当該容器に100.00g測り取った試料を挿入し、蓋をした後に60rpmで30分間空擦りする。空擦り後の容器から試料を取り出し、1mmの篩で試料表面の粉を落とした後に試料の重量を小数第二位まで測定する。測定前後の重量差から粉化率を計算することができる。粉化率=(空擦り前の重量−空擦り後の重量)/空擦り前の重量×100 The pulverization rate can be measured by using a cylindrical container having a diameter of 254 mm and a height of 152 mm, and having one jammer plate having a width of 51 mm and a height of 152 mm inside the container. Specifically, the sample weighed 100.00 g is inserted into the container, and after capping, it is rubbed at 60 rpm for 30 minutes. The sample is taken out from the container after being rubbed, and after the powder on the sample surface is removed with a 1 mm sieve, the weight of the sample is measured to the second decimal place. The powdering rate can be calculated from the weight difference before and after the measurement. Powdering rate = (weight before rubbing−weight after rubbing) / weight before rubbing × 100
(5)細孔容積
本発明のαアルミナ造粒品の細孔容積は、0.25〜0.45cc/gとなっている。細孔容積が0.25〜0.45cc/gとなっていることで、αアルミナ造粒品に触媒としての機能を有する白金等を十分に担持させることができる。なお、細孔容量は、水銀に圧力をかけて試料の細孔中へ圧入し、その時に加えた圧力と、押し込まれた水銀容積の関係を測定する水銀ポロシメーターによって求めることができる。
(5) Pore volume The pore volume of the α-alumina granulated product of the present invention is 0.25 to 0.45 cc / g. When the pore volume is 0.25 to 0.45 cc / g, the α-alumina granulated product can be sufficiently loaded with platinum or the like having a function as a catalyst. The pore volume can be determined by a mercury porosimeter that applies pressure to mercury and press-fits into the pores of the sample, and measures the relationship between the pressure applied at that time and the volume of mercury pushed in.
ここで、αアルミナ造粒品には、造孔剤に起因する空隙が存在することが好ましい。αアルミナ造粒品を得るための焼成工程において、αアルミナ粒子同士を接着しているバインダーが焼失すると、当該接着部に隙間が形成されるために強度が大きく低下する。一方で、造孔剤が焼失すると穴が形成されるが、当該穴の形成は局所的であることから、強度低下を抑制することができる。 Here, the α-alumina granulated product preferably has voids due to the pore forming agent. In the firing step for obtaining the α-alumina granulated product, when the binder that bonds the α-alumina particles is burned out, a gap is formed in the bonded portion, so that the strength is greatly reduced. On the other hand, when the pore forming agent is burned out, a hole is formed. However, since the formation of the hole is local, a decrease in strength can be suppressed.
(6)嵩比重
本発明のαアルミナ造粒品の嵩比重は、1.6〜1.7となっている。嵩比重は細孔容積と相関があり、上記範囲に収めることで細孔容積を0.25〜0.45cc/gとすることができる。また、嵩比重が低いと触媒成分の担持が難しくなり、嵩比重が高いと強度が低くなる。
(6) Bulk specific gravity The bulk specific gravity of the α alumina granulated product of the present invention is 1.6 to 1.7. The bulk specific gravity has a correlation with the pore volume, and the pore volume can be adjusted to 0.25 to 0.45 cc / g by being within the above range. Further, when the bulk specific gravity is low, it is difficult to support the catalyst component, and when the bulk specific gravity is high, the strength is low.
なお、嵩比重はアルキメデス法によって測定することができる。具体的には、純水中に試料を入れ飽水させた後、水中での質量を計測し、飽水試料を水中から取り出し、試料表面の水滴を拭き取った後、飽水重量を測定する。次に、当該試料を105℃で乾燥し、乾燥後の重量を測定する。嵩比重は、試料の乾燥重量/(試料の飽水重量−試料の水中重量)で計算することができる。 The bulk specific gravity can be measured by the Archimedes method. Specifically, after putting a sample in pure water and making it saturated, the mass in the water is measured, the saturated sample is taken out from the water, and water droplets on the sample surface are wiped off, and then the saturated water weight is measured. Next, the sample is dried at 105 ° C., and the weight after drying is measured. The bulk specific gravity can be calculated by the dry weight of the sample / (the saturated water weight of the sample−the weight of the sample in water).
以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、本発明はこれらのみに限定されるものではなく、種々の設計変更が可能であり、それら設計変更は全て本発明の技術的範囲に含まれる。 As mentioned above, although typical embodiment of this invention was described, this invention is not limited only to these, Various design changes are possible and these design changes are all contained in the technical scope of this invention. It is.
≪実施例≫
表1の実施例1及び実施例2に記載の比率でαアルミナ粒子とαアルミナ微粒子を混合し、αアルミナ混合粒子を調整した後(第一工程)、表2の実施例1及び実施例2に記載の各成分(wt%)を混錬し、押出成形によって成形体を得た(第二工程)。次に、得られた成形体を整粒して造粒粉を得た後(第三工程)、表2に記載の条件で焼成を行った(第四工程)。なお、得られたαアルミナ造粒品はφ5mmの球状である。
<Example>
After mixing α-alumina particles and α-alumina fine particles at the ratios described in Example 1 and Example 2 in Table 1 to prepare α-alumina mixed particles (first step), Example 1 and Example 2 in Table 2 Each component (wt%) described in 1 was kneaded and a molded body was obtained by extrusion molding (second step). Next, after the obtained compact was sized to obtain a granulated powder (third step), firing was performed under the conditions shown in Table 2 (fourth step). The obtained α-alumina granulated product has a spherical shape of φ5 mm.
なお、バインダーには信越化学工業株式会社製のヒドロキシプロピルメチルセルロース(65SH−4000)を用い、造孔剤には米粉を使用した。 In addition, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. hydroxypropyl methylcellulose (65SH-4000) was used for the binder, and rice flour was used for the pore-forming agent.
≪比較例≫
表1の比較例1〜比較例5に記載の比率でαアルミナ粒子とαアルミナ微粒子を混合し、αアルミナ混合粒子を調整した後(第一工程)、表2の比較例1〜比較例5に記載の各成分(wt%)を混錬し、押出成形又は転動造粒によって成形体を得た(第二工程)。なお、比較例1ではバインダー及び造孔剤を添加しておらず、比較例2では造孔剤を添加していない。また、比較例1及び比較例2においては、それぞれ転動造粒及び押出成形に適当な量の水を添加している。次に、得られた成形体を整粒して造粒粉を得た後(第三工程)、表2に記載の条件で焼成を行った(第四工程)。なお、得られたαアルミナ造粒品はφ5mmの球状である。
≪Comparative example≫
After mixing α-alumina particles and α-alumina fine particles at the ratio described in Comparative Example 1 to Comparative Example 5 in Table 1 to prepare α-alumina mixed particles (first step), Comparative Example 1 to Comparative Example 5 in Table 2 Each component (wt%) described in 1 was kneaded, and a molded body was obtained by extrusion molding or rolling granulation (second step). In Comparative Example 1, no binder and pore former were added, and in Comparative Example 2, no pore former was added. In Comparative Example 1 and Comparative Example 2, an appropriate amount of water is added for rolling granulation and extrusion molding, respectively. Next, after the obtained compact was sized to obtain a granulated powder (third step), firing was performed under the conditions shown in Table 2 (fourth step). The obtained α-alumina granulated product has a spherical shape of φ5 mm.
[評価]
(1)圧壊強度
圧壊強度は、試料台にαアルミナ造粒品1粒を採取し、加圧アタッチメントで加圧して当該αアルミナ造粒品にクラックが発生した時点での数値を読み取る木屋式高度計によって求めた。得られた結果を表3に示す。なお、試験繰り返し数10回とし、平均値を計算した。
[Evaluation]
(1) Crushing strength The crushing strength is obtained by collecting one α-alumina granulated product on a sample stage and pressing it with a pressure attachment to read the numerical value when a crack occurs in the α-alumina granulated product. Sought by. The obtained results are shown in Table 3. The average value was calculated with 10 test repetitions.
(2)BET比表面積
BET比表面積は、αアルミナ造粒品の表面に窒素ガスを吸着させ、当該吸着量から試料の表面積を求める窒素ガス吸着法によって測定した。得られた結果を表3に示す。
(2) BET specific surface area The BET specific surface area was measured by a nitrogen gas adsorption method in which nitrogen gas was adsorbed on the surface of the α-alumina granulated product, and the surface area of the sample was determined from the adsorption amount. The obtained results are shown in Table 3.
(3)粉化率
粉化率の測定には、直径254mm、高さ152mmの円柱容器であって、容器内側に幅51mm、高さ152mmのジャマ板が1カ所備わった容器を使用した。具体的には、当該容器に100.00g測り取ったαアルミナ造粒品を挿入し、蓋をした後に60rpmで30分間空擦りする。空擦り後の容器からαアルミナ造粒品を取り出し、1mmの篩で表面の粉を落とした後に重量を小数第二位まで測定した。粉化率は、測定前後の重量差から算出した(粉化率=(空擦り前の重量−空擦り後の重量)/空擦り前の重量×100)。得られた結果を表3に示す。
(3) Powdering rate The powdering rate was measured by using a cylindrical container having a diameter of 254 mm and a height of 152 mm, and having one jammer plate having a width of 51 mm and a height of 152 mm inside the container. Specifically, the α-alumina granulated product weighed 100.00 g is inserted into the container, and after capping, air-rubbed at 60 rpm for 30 minutes. The α-alumina granulated product was taken out from the container after being rubbed, and after the surface powder was removed with a 1 mm sieve, the weight was measured to the second decimal place. The powdering rate was calculated from the weight difference before and after the measurement (powdering rate = (weight before air-rubbing-weight after air scrubbing) / weight before air scrubbing × 100). The obtained results are shown in Table 3.
(4)細孔容積
細孔容量は、水銀に圧力をかけてαアルミナ造粒品の細孔中へ圧入し、その時に加えた圧力と、押し込まれた水銀容積の関係を測定する水銀ポロシメーターによって求めた。得られた結果を表3に示す。
(4) Pore volume The pore volume is measured by a mercury porosimeter that applies pressure to mercury and press-fits into the pores of the α-alumina granulated product, and measures the relationship between the pressure applied at that time and the volume of mercury pushed in. Asked. The obtained results are shown in Table 3.
(5)嵩比重
嵩比重は、アルキメデス法によって測定した。具体的には、純水中にαアルミナ造粒品を入れ飽水させた後、水中での質量を計測し、飽水試料を水中から取り出し、表面の水滴を拭き取った後、飽水重量を測定する。次に、当該試料を105℃で乾燥し、乾燥後の重量を測定する。嵩比重は、試料の乾燥重量/(試料の飽水重量−試料の水中重量)で計算した。得られた結果を表3に示す。
(5) Bulk specific gravity Bulk specific gravity was measured by the Archimedes method. Specifically, after putting α-alumina granulated product in pure water and making it saturated, measure the mass in water, take the saturated sample from the water, wipe off the water droplets on the surface, taking measurement. Next, the sample is dried at 105 ° C., and the weight after drying is measured. The bulk specific gravity was calculated by the dry weight of the sample / (saturated weight of the sample−weight of the sample in water). The obtained results are shown in Table 3.
実施例1及び実施例2で得られたαアルミナ造粒品の圧壊強度、BET比表面積、粉化率、細孔容積及び嵩比重は、本発明の目標値(圧壊強度>9kg、BET比表面積:4.0〜6.0m2/g、粉化率:1%未満、細孔容積:0.25〜0.45cc/g、嵩比重:1.6〜1.7)を全て満たしている。 The crushing strength, BET specific surface area, pulverization rate, pore volume and bulk specific gravity of the α-alumina granulated product obtained in Example 1 and Example 2 are the target values of the present invention (crushing strength> 9 kg, BET specific surface area). : 4.0 to 6.0 m 2 / g, powdering rate: less than 1%, pore volume: 0.25 to 0.45 cc / g, bulk specific gravity: 1.6 to 1.7) .
これに対し、転動造粒を採用した比較例1で得られたαアルミナ造粒品は平均圧壊強度が5.5kgに留まり、圧壊強度の目標値を満たしていない。また、αアルミナ粒子を添加していない比較例2で得られたαアルミナ造粒品は、細孔容積の目標値を満たしていない。更に、αアルミナ微粒子の添加量が少ない比較例3で得られたαアルミナ造粒品は、圧壊強度及びBET比表面積について目標値を満たしていない。当該結果より、αアルミナ粒子に適量のαアルミナ微粒子を添加し、押出成形を採用することで、圧壊強度、BET比表面積及び細孔容量を適当な値に設定可能であることが分かる。 In contrast, the α-alumina granulated product obtained in Comparative Example 1 employing rolling granulation has an average crushing strength of 5.5 kg and does not meet the target value of crushing strength. Further, the α-alumina granulated product obtained in Comparative Example 2 to which α-alumina particles are not added does not satisfy the target value of the pore volume. Furthermore, the α-alumina granulated product obtained in Comparative Example 3 with a small amount of α-alumina fine particles does not meet the target values for the crushing strength and the BET specific surface area. From the results, it can be seen that the crushing strength, the BET specific surface area and the pore volume can be set to appropriate values by adding an appropriate amount of α-alumina fine particles to α-alumina particles and employing extrusion molding.
また、造孔剤を用いていない比較例4及び比較例5で得られたαアルミナ造粒品では、圧壊強度、粉化率及び嵩比重を同時に目標値範囲内とすることができない。ここで、比較例4では静置乾燥を施しておらず、比較例5では静置乾燥を施しているため、比較例5で得られたαアルミナ造粒品は比較例4で得られたαアルミナ造粒品と比べて、明らかに高い圧壊強度を有している。 Further, in the α-alumina granulated product obtained in Comparative Example 4 and Comparative Example 5 in which no pore forming agent is used, the crushing strength, the pulverization rate, and the bulk specific gravity cannot be set within the target value range at the same time. Here, since the stationary drying was not performed in Comparative Example 4 and the stationary drying was performed in Comparative Example 5, the α-alumina granulated product obtained in Comparative Example 5 was obtained in Comparative Example 4. Compared to the alumina granulated product, it has a clearly higher crushing strength.
比較例1及び比較例2で得られたαアルミナ造粒品の断面に関し、走査電子顕微鏡で得られた観察像を図2及び図3にそれぞれ示す。なお、走査電子顕微鏡は日立製作所製の電界放出形走査電子顕微鏡S−4700を用いた。転動造粒を用いた比較例1で得られたαアルミナ造粒品は多くの空隙が観察されるのに対し、押出成形を用いた比較例2でえら得たαアルミナ造粒品ではαアルミナ粒子が密に詰まっている。当該結果より、第二工程において押出成形を用いることで、より緻密な成形体が得られ、最終的に得られるαアルミナ造粒品も緻密化されることが分かる。 Regarding the cross section of the α-alumina granulated product obtained in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, observed images obtained with a scanning electron microscope are shown in FIGS. 2 and 3, respectively. The scanning electron microscope used was a field emission scanning electron microscope S-4700 manufactured by Hitachi, Ltd. In the α-alumina granulated product obtained in Comparative Example 1 using rolling granulation, many voids are observed, whereas in the α-alumina granulated product obtained in Comparative Example 2 using extrusion molding, α Alumina particles are densely packed. From this result, it can be seen that by using extrusion molding in the second step, a denser compact is obtained, and the finally obtained α-alumina granulated product is also densified.
実施例2で得られたαアルミナ造粒品の断面に関し、走査電子顕微鏡で得られた観察像を図4に示す。造孔剤の焼失に起因する略球状の空隙が形成されており、当該空隙の直径は3〜50μmとなっている(○で囲っている空隙が代表的なものである)。また、空隙はαアルミナ粒子同士の接合部ではない領域に形成されており、当該空隙の形成による強度低下は小さいものと思われる。 Regarding the cross section of the α-alumina granulated product obtained in Example 2, an observation image obtained by a scanning electron microscope is shown in FIG. A substantially spherical void resulting from the burning of the pore-forming agent is formed, and the diameter of the void is 3 to 50 μm (the void surrounded by ○ is typical). In addition, the voids are formed in a region that is not a joint between the α-alumina particles, and it is considered that the strength reduction due to the formation of the voids is small.
Claims (7)
前記αアルミナ混合粒子と、18〜25wt%の水と、2〜5wt%のバインダーと、0wt%超7wt%以下の造孔剤と、を混錬し、押出成形によって成形体を得る第二工程と、
前記成形体を整粒して造粒粉を得る第三工程と、
前記造粒粉を焼成する第四工程と、を有すること、
を特徴とする触媒担体用αアルミナ造粒品の製造方法。 Α-alumina particles having an average particle size of 90 to 120 μm and α-alumina particles having an average particle size of 0.4 to 0.7 μm are mixed, and the contents of the α-alumina particles and the α-alumina particles are 50 to 50 respectively. A first step of obtaining α-alumina mixed particles of 70 wt% and 30-50 wt%;
The second step of kneading the α-alumina mixed particles, 18 to 25 wt% water, 2 to 5 wt% binder, and more than 0 wt% to 7 wt% or less pore former and obtaining a molded body by extrusion molding. When,
A third step of sizing the molded body to obtain a granulated powder; and
Having a fourth step of firing the granulated powder,
A process for producing an α-alumina granulated product for a catalyst carrier.
を特徴とする請求項1に記載の触媒担体用αアルミナ造粒品の製造方法。 The firing temperature in the fourth step is 1200 to 1400 ° C.,
The method for producing an α-alumina granulated product for a catalyst carrier according to claim 1.
を特徴とする請求項1又は2に記載の触媒担体用αアルミナ造粒品の製造方法。 As the pretreatment in the fourth step, the granulated powder is allowed to stand and dry.
The method for producing an α-alumina granulated product for a catalyst carrier according to claim 1 or 2.
を特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の触媒担体用αアルミナ造粒品の製造方法。 Using wheat flour or rice flour for the pore-forming agent,
The method for producing an α-alumina granulated product for a catalyst carrier according to any one of claims 1 to 3.
前記焼結体は略球状を有し、
BET比表面積が4.0〜6.0m2/gであり、
圧壊強度が9kgより大きく、
粉化率が1%未満であり、
細孔容積が0.25〜0.45cc/gであり、
嵩比重が1.6〜1.7であること、
を特徴とする触媒担体用αアルミナ造粒品。 a sintered body of α-alumina particles,
The sintered body has a substantially spherical shape,
The BET specific surface area is 4.0-6.0 m 2 / g,
Crushing strength is greater than 9kg,
The powdering rate is less than 1%,
The pore volume is 0.25 to 0.45 cc / g,
The bulk specific gravity is 1.6 to 1.7,
An α-alumina granulated product for a catalyst carrier characterized by
を特徴とする請求項5に記載の触媒担体用αアルミナ造粒品。 Having voids due to the pore-forming agent,
The α-alumina granulated product for a catalyst carrier according to claim 5.
を特徴とする請求項6に記載の触媒担体用αアルミナ造粒品。 The gap is a substantially spherical shape having a diameter of 3 to 50 μm,
The α-alumina granulated product for catalyst carrier according to claim 6.
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|---|---|---|---|---|
| CN109331850A (en) * | 2018-10-08 | 2019-02-15 | 万华化学集团股份有限公司 | A core-shell catalyst carrier and a coated catalyst |
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