RU2361669C1 - Method of producing catalyst for synthesis of melamine from carbamide - Google Patents
Method of producing catalyst for synthesis of melamine from carbamide Download PDFInfo
- Publication number
- RU2361669C1 RU2361669C1 RU2007149378/04A RU2007149378A RU2361669C1 RU 2361669 C1 RU2361669 C1 RU 2361669C1 RU 2007149378/04 A RU2007149378/04 A RU 2007149378/04A RU 2007149378 A RU2007149378 A RU 2007149378A RU 2361669 C1 RU2361669 C1 RU 2361669C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- solution
- melamine
- synthesis
- urea
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 76
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 61
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 title claims abstract description 20
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 20
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 235000013877 carbamide Nutrition 0.000 title abstract description 30
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 26
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 17
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 12
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 claims abstract description 10
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 11
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 4
- NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L iron dichloride Chemical class Cl[Fe]Cl NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 23
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 abstract 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 10
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 6
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 6
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M (3-methylphenyl)methyl-triphenylphosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC1=CC=CC(C[P+](C=2C=CC=CC=2)(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000012464 large buffer Substances 0.000 description 1
- 238000001935 peptisation Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к технологии приготовления катализатора на основе оксида алюминия для синтеза меламина из карбамида.The present invention relates to a process for preparing an alumina-based catalyst for the synthesis of melamine from urea.
Известны способы получения катализаторов на основе оксида алюминия для синтеза меламина из карбамида. Технология приготовления данных катализаторов заключалась в осаждении гидроксида алюминия при сливе различных растворов, например растворов нитрата алюминия и гидроксида аммония, отмывки осадка от раствора нитрата аммония, пептизации осадка гидроксида алюминия, формовки в двухслойной жидкости, ступенчатой сушки и прокалки гранул /Элвин Б. Стайлз Носители и нанесенные катализаторы. М.: Химия, 1991, 299 с./.Known methods for producing catalysts based on alumina for the synthesis of melamine from urea. The technology for preparing these catalysts consisted in the precipitation of aluminum hydroxide during the draining of various solutions, for example, solutions of aluminum nitrate and ammonium hydroxide, washing the precipitate from a solution of ammonium nitrate, peptization of the precipitate of aluminum hydroxide, molding in a two-layer liquid, stepwise drying and calcination of granules / Alvin B. Styles and supported catalysts. M .: Chemistry, 1991, 299 pp. /.
Недостатками данных способов получения являются необходимость отмывки раствора от осадителей, наличие большого количества промывных вод, невысокая удельная поверхность и активность основного компонента катализатора оксида алюминия.The disadvantages of these methods of preparation are the need to wash the solution from precipitants, the presence of a large amount of wash water, a low specific surface area and activity of the main component of the alumina catalyst.
Известен способ приготовления катализатора на основе оксида алюминия для синтеза меламина из карбамида, основанный на взаимодействии гидроксида алюминия с соляной кислотой, коагуляции образовавшегося основного хлорида алюминия в аммиачной воде, введения в полученный коллоидный раствор хлорида алюминия или хлорида железа, формования капельным методом в двух слоях жидкости - в слое керосина и в слое 15%-ной аммиачной воды, сушки гранул, прокалки /А.Ю.Курылев, И.Д.Моисеева, В.М.Померанцев, А.Ф.Туболкин. Износоустойчивый катализатор синтеза меламина, ж. "Катализ в промышленности", №1, 2003/.A known method of preparing a catalyst based on alumina for the synthesis of melamine from urea, based on the interaction of aluminum hydroxide with hydrochloric acid, coagulation of the formed basic aluminum chloride in ammonia water, introducing aluminum chloride or iron chloride into the resulting colloidal solution, drop formation in two layers of liquid - in a layer of kerosene and in a layer of 15% ammonia water, drying of granules, calcination / A.Yu. Kurylev, I.D. Moiseeva, V.M. Pomerantsev, A.F. Tubolkin. Wear-resistant catalyst for the synthesis of melamine, g. "Catalysis in the industry", No. 1, 2003 /.
Недостатком данного способа получения является наличие нежелательных примесей в соединениях алюминия, большое количество промывных вод и необходимость их утилизации, недостаточная активность и селективность по целевому продукту.The disadvantage of this method of obtaining is the presence of undesirable impurities in aluminum compounds, a large amount of washing water and the need for their disposal, insufficient activity and selectivity for the target product.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения катализатора на основе оксида алюминия для синтеза меламина из карбамида путем анодного растворения металлического алюминия в растворе нитрата аммония 2-4 мас.%, фильтрации полученного осадка от соотношения твердое:жидкое (т:ж), равного 1:8, до соотношения 1:4, добавления концентрированной соляной кислоты для получения раствора рН 3-4, введения в полученный раствор 5 об.% раствора хлорида алюминия или раствора хлорида железа 20 мас.%, капельного формования массы со скоростью 2-3 капли в сек вначале в слое керосина толщиной 3-4 см и затем в слое структурирующей жидкости - 25%-ного раствора карбамида, сушки гранул при 40°С в течение 2-3 суток и затем при подъеме температуры со скоростью 10°С/ч до 150°С и выдержки в течение 4 часов, прокалки гранул при подъеме температуры по 20°С/ч от 150°С до 200°С, по 50°С/ч от 150°С до 500°С, по 100°С/ч от 500°С до 900°С и выдержки в течение 4 часов /И.Д.Моисеева. Разработка катализатора и технологии синтеза меламина, автореферат диссертации, Санкт-Петербург, 2002/.The closest in technical essence and the achieved result is a method of producing an alumina-based catalyst for the synthesis of melamine from urea by anodic dissolution of aluminum metal in a solution of ammonium nitrate 2-4 wt.%, Filtering the precipitate from the ratio of solid: liquid (t: g) equal to 1: 8, to a ratio of 1: 4, adding concentrated hydrochloric acid to obtain a solution of pH 3-4, introducing into the resulting solution a 5 vol.% solution of aluminum chloride or a solution of iron chloride 20 wt.%, drop form mass at a rate of 2-3 drops per second, first in a layer of kerosene 3-4 cm thick and then in a layer of structuring liquid - 25% urea solution, drying granules at 40 ° C for 2-3 days and then when the temperature rises at a speed of 10 ° C / h to 150 ° C and holding for 4 hours, calcining the granules at a temperature rise of 20 ° C / h from 150 ° C to 200 ° C, at 50 ° C / h from 150 ° C to 500 ° С, at 100 ° С / h from 500 ° С to 900 ° С and holding for 4 hours / I.D. Moiseeva. Catalyst development and melamine synthesis technology, dissertation abstract, St. Petersburg, 2002 /.
К недостаткам данного способа приготовления относятся недостаточно высокие удельная поверхность и активность катализатора.The disadvantages of this cooking method are not sufficiently high specific surface area and activity of the catalyst.
Задачей данного изобретения является разработка способа получения катализатора на основе оксида алюминия, позволяющего обеспечить высокую развитую поверхность и активность катализатора.The objective of the invention is to develop a method for producing a catalyst based on alumina, which allows to provide a high developed surface and activity of the catalyst.
Поставленная задача достигается тем, что катализатор получают путем анодного растворения металлического алюминия в растворе карбамида 10-40 мас.%, фильтрации полученного осадка от соотношения твердое:жидкое (т:ж), равного 1:8, до соотношения 1:4, введения в полученный раствор в количестве 4-5% объемных раствора хлорида алюминия 70 мас.% или раствора хлорида железа 30 мас.%, капельного формования массы со скоростью 2-3 капли в сек вначале в слое керосина толщиной 3-4 см и затем в слое структурирующей жидкости - 40-50%-ного раствора карбоната аммония, сушки гранул при 40°С в течение 2 суток и затем при подъеме температуры со скоростью с 10°С/ч до 150°С и выдержки в течение 4 часов, прокалки гранул при подъеме температуры по 20°С/ч от 150 до 200°С, по 50°С/ч от 200 до 500°С, по 100°С/ч от 500 до 1000°С и выдержки в течение 4 часов.The problem is achieved in that the catalyst is obtained by anodic dissolution of aluminum metal in a urea solution of 10-40 wt.%, Filtering the precipitate obtained from a ratio of solid: liquid (t: g) equal to 1: 8, to a ratio of 1: 4, introducing the resulting solution in an amount of 4-5% volume solution of aluminum chloride 70 wt.% or a solution of iron chloride 30 wt.%, droplet molding of the mass with a speed of 2-3 drops per second, first in a layer of kerosene 3-4 cm thick and then in a structuring layer liquid - 40-50% solution of ammonium carbonate, drying g wounded at 40 ° C for 2 days and then when the temperature rose at a speed of 10 ° C / h to 150 ° C and held for 4 hours, calcined granules when the temperature rose at 20 ° C / h from 150 to 200 ° C at 50 ° C / h from 200 to 500 ° C, at 100 ° C / h from 500 to 1000 ° C and holding for 4 hours.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем.The essence of the invention is as follows.
Использование карбамида 10-40 мас.% в качестве электролита при анодном растворении металлического алюминия приводит к лучшему формированию пористой структуры катализатора, что увеличивает удельную поверхность катализатора. Использование 40-50%-ного раствора карбоната аммония в качестве структурирующей жидкости при формовании массы создает второй слой для формирования с большим буферным объемом для объемного структурирования гранулы. В результате увеличивается удельная поверхность и активность катализатора. Введение в раствор после добавления концентрированной соляной кислоты хлоридов алюминия или железа увеличенной концентрации по сравнению с прототипом влияет на структурообразование твердой фазы, приводит к получению бидисперсной системы, что увеличивает поверхность и активность катализатора. Увеличение температуры прокалки до 1000°С стабилизирует механическую прочность катализатора, сохраняя при этом форму основного компонента в виде γ-Al2O3,что в конечном итоге влияет на удельную поверхность и активность катализатора.The use of urea 10-40 wt.% As an electrolyte during the anodic dissolution of aluminum metal leads to a better formation of the porous structure of the catalyst, which increases the specific surface area of the catalyst. The use of a 40-50% solution of ammonium carbonate as a structuring fluid during mass formation creates a second layer for formation with a large buffer volume for volumetric structuring of the granules. As a result, the specific surface area and catalyst activity increase. The introduction into the solution after adding concentrated hydrochloric acid of aluminum or iron chlorides of an increased concentration in comparison with the prototype affects the structure formation of the solid phase, leads to a bidispersed system, which increases the surface and activity of the catalyst. An increase in calcination temperature to 1000 ° C stabilizes the mechanical strength of the catalyst, while maintaining the shape of the main component in the form of γ-Al 2 O 3 , which ultimately affects the specific surface and activity of the catalyst.
Предлагаемый способ заключается в следующем. В электролизер загружают алюминиевые электроды с концентрацией по основному веществу 99,9 мас.% и заливают электролит - раствор карбамида 10-40 мас.%. Электролиз проводят при силе тока 27А, напряжении 65В. Полученную суспензию гидроксида алюминия при содержании осадка т:ж=1:8 фильтруют до соотношения т:ж = 1:4. В данную суспензию добавляют концентрированную соляную кислоту для доведения полученного коллоидного раствора с рН 7 до рН 3-4. Затем в полученный раствор вводят в количестве 4-5 об.% хлорид алюминия 70 мас.% или хлорид железа 30 мас.%. Далее массу формуют капельным методом. Полученную массу заливали в конусообразный сосуд и через пипетку со скоростью 2-3 капли в секунду подавали в формователь, заполненный жидкостями в два слоя, первый слой - слой керосина толщиной 3-4 см, второй слой - раствор карбоната аммония 40-50 мас.%.The proposed method is as follows. Aluminum electrodes are loaded into the electrolyzer with a concentration of 99.9 wt.% On the basic substance and the electrolyte is poured - a urea solution of 10-40 wt.%. Electrolysis is carried out at a current strength of 27A, voltage of 65V. The resulting suspension of aluminum hydroxide with a sediment content of t: w = 1: 8 is filtered to a ratio of t: w = 1: 4. Concentrated hydrochloric acid was added to this suspension to adjust the resulting colloidal solution from pH 7 to pH 3-4. Then, in the amount of 4-5 vol.% Aluminum chloride 70 wt.% Or iron chloride 30 wt.% Is introduced into the resulting solution. Next, the mass is formed by the drip method. The resulting mass was poured into a cone-shaped vessel and fed through a pipette at a rate of 2-3 drops per second into a former filled with liquids in two layers, the first layer was a layer of kerosene 3-4 cm thick, the second layer was a solution of ammonium carbonate 40-50 wt.% .
Полученные гранулы сушат при 40°С в течение 2-3 суток и затем при подъеме температуры со скоростью 10°С/ч до 150°С и выдержки в течение 4 часов. Прокалку гранул осуществляют поэтапно при подъеме температуры по 20°С/ч от 150°С до 200°С, по 50°С/ч от 200°С до 500°С, по 100°С/ч от 500°С до 1000°С и выдержки в течение 4 часов.The obtained granules are dried at 40 ° C for 2-3 days and then when the temperature rises at a rate of 10 ° C / h to 150 ° C and exposure for 4 hours. The granules are calcined in stages at a temperature rise of 20 ° C / h from 150 ° C to 200 ° C, of 50 ° C / h from 200 ° C to 500 ° C, of 100 ° C / h from 500 ° C to 1000 ° C and exposure for 4 hours.
Приводим конкретные примеры выполнения предлагаемого способа получения катализатора.We give specific examples of the proposed method for producing a catalyst.
Пример 1. В электролизер загружают алюминиевые электроды с концентрацией по основному веществу 99,9 мас.% и заливают 1 л электролита - раствор карбамида 10 мас.%. Электролиз проводят при силе тока 27А, напряжении 65В. Полученную суспензию гидроксида алюминия при содержании осадка т:ж = 1:8 фильтруют до соотношения т:ж = 1:4. В данную суспензию добавляют концентрированную соляную кислоту для доведения полученного коллоидного раствора с рН 7 до рН 3-4. Затем в полученный раствор вводят в количестве 5 об.% хлорид алюминия 70 мас.%. Далее массу формуют капельным методом. Полученную массу заливают в конусообразный сосуд и через пипетку со скоростью 2-3 капли в секунду подают в формователь, заполненный жидкостями в два слоя, первый слой - слой керосина толщиной 3-4 см, второй слой - 500 мл раствора карбоната аммония 50 мас.%. Полученные гранулы сушат при 40°С в течение суток и затем при подъеме температуры со скоростью 10°С/ч до 150°С и выдержки в течение 4 часов. Прокалку гранул осуществляют поэтапно при подъеме температуры по 20°С/ч от 150°С до 200°С, по 50°С/ч от 200°С до 500°С, по 100°С/ч от 500°С до 1000°С и выдержки в течение 4 часов.Example 1. Aluminum electrodes are loaded into the electrolyzer with a concentration of 99.9 wt.% On the basic substance and 1 l of electrolyte is poured - a urea solution of 10 wt.%. Electrolysis is carried out at a current of 27A, voltage 65V. The resulting suspension of aluminum hydroxide with a sediment content of t: w = 1: 8 is filtered to a ratio of t: w = 1: 4. Concentrated hydrochloric acid was added to this suspension to adjust the resulting colloidal solution from pH 7 to pH 3-4. Then, 5% vol. Aluminum chloride 70 wt.% Is introduced into the resulting solution. Next, the mass is formed by the drip method. The resulting mass is poured into a cone-shaped vessel and fed through a pipette at a speed of 2-3 drops per second into a former filled with liquids in two layers, the first layer is a layer of kerosene 3-4 cm thick, the second layer is 500 ml of a solution of ammonium carbonate 50 wt.% . The obtained granules are dried at 40 ° C for a day and then when the temperature rises at a rate of 10 ° C / h to 150 ° C and exposure for 4 hours. The granules are calcined in stages at a temperature rise of 20 ° C / h from 150 ° C to 200 ° C, of 50 ° C / h from 200 ° C to 500 ° C, of 100 ° C / h from 500 ° C to 1000 ° C and exposure for 4 hours.
В результате получают катализатор состава: γ-Al2O3 - 99,9 об.%. Радиус пор 20-30 Å. Удельная поверхность катализатора 260 м2/г.The result is a catalyst composition: γ-Al 2 O 3 - 99.9 vol.%. The pore radius is 20-30 Å. The specific surface area of the catalyst is 260 m 2 / g.
Активность катализатора в процессе синтеза меламина из карбамида при температуре 400°С, давлении 0,1 МПа - 1,5 кг/м3мин. Механическая прочность катализатора - 950 кг/см2.The activity of the catalyst in the synthesis of melamine from urea at a temperature of 400 ° C, a pressure of 0.1 MPa is 1.5 kg / m 3 min. The mechanical strength of the catalyst is 950 kg / cm 2 .
Пример 2. Способ получения, как в примере 1, с тем отличием, что в качестве электролита берут раствор карбамида 25 мас.%, после добавления соляной кислоты в полученный раствор вводят в количестве 5 об.%, хлорид алюминия 70 мас.%, в качестве структурирующей жидкости при формовании берут 500 мл раствора карбоната аммония 50 мас.%.Example 2. The method of obtaining, as in example 1, with the difference that as an electrolyte take a solution of urea 25 wt.%, After adding hydrochloric acid to the resulting solution is introduced in an amount of 5 vol.%, Aluminum chloride 70 wt.%, In as a structuring fluid during molding, take 500 ml of a solution of ammonium carbonate 50 wt.%.
В результате получают катализатор состава: γ-Al2O3 - 99,9 об.%. Радиус пор 20-25 Å. Удельная поверхность катализатора 265 м2/г.The result is a catalyst composition: γ-Al 2 O 3 - 99.9 vol.%. The pore radius is 20-25 Å. The specific surface area of the catalyst is 265 m 2 / g.
Активность катализатора в процессе синтеза меламина из карбамида при температуре 400°С, давлении 0,1 МПа - 1,55 кг/м3/мин. Механическая прочность катализатора - 965 кг/см2.The activity of the catalyst in the synthesis of melamine from urea at a temperature of 400 ° C, a pressure of 0.1 MPa is 1.55 kg / m 3 / min. The mechanical strength of the catalyst is 965 kg / cm 2 .
Пример 3. Способ получения, как в примере 1, с тем отличием, что в качестве электролита берут раствор карбамида 40 мас.%, после добавления соляной кислоты в полученный раствор вводят в количестве 4 об.%, хлорид алюминия 70 мас.%, в качестве структурирующей жидкости при формовании берут 500 мл раствора карбоната аммония 40 мас.%.Example 3. The method of obtaining, as in example 1, with the difference that as an electrolyte take a solution of urea 40 wt.%, After adding hydrochloric acid to the resulting solution is introduced in an amount of 4 vol.%, Aluminum chloride 70 wt.%, In as a structuring fluid during molding, take 500 ml of a solution of ammonium carbonate 40 wt.%.
В результате получают катализатор состава: γ-Al2O3 - 99,9 об.%. Радиус пор 20-25 Å. Удельная поверхность катализатора 270 м2/г.The result is a catalyst composition: γ-Al 2 O 3 - 99.9 vol.%. The pore radius is 20-25 Å. The specific surface area of the catalyst is 270 m 2 / g.
Активность катализатора в процессе синтеза меламина из карбамида при температуре 400°С, давлении 0,1 МПа - 1,6 кг/м3мин. Механическая прочность катализатора - 980 кг/см2.The activity of the catalyst in the synthesis of melamine from urea at a temperature of 400 ° C, a pressure of 0.1 MPa - 1.6 kg / m 3 min. The mechanical strength of the catalyst is 980 kg / cm 2 .
Пример 4. Способ получения, как в примере 1, с тем отличием, что после добавления концентрированной соляной кислоты в раствор вводят в количестве 5 об.%, хлорид железа 30 мас.%.Example 4. The method of obtaining, as in example 1, with the difference that after adding concentrated hydrochloric acid to the solution is introduced in an amount of 5 vol.%, Iron chloride 30 wt.%.
В результате получают катализатор состава: γ-Al2O3 - 98,9 об.%, Fe2О3 - 1,0 об.%.The result is a catalyst composition: γ-Al 2 O 3 - 98.9 vol.%, Fe 2 O 3 - 1.0 vol.%.
Радиус пор 30-40 Å. Удельная поверхность катализатора - 250 м2/г.The pore radius is 30-40 Å. The specific surface area of the catalyst is 250 m 2 / g.
Активность катализатора в процессе синтеза меламина из карбамида при температуре 400°С, давлении 0,1 МПа - 1,45 кг/м3мин. Механическая прочность катализатора - 970 кг/см2.The activity of the catalyst in the synthesis of melamine from urea at a temperature of 400 ° C, a pressure of 0.1 MPa is 1.45 kg / m 3 min. The mechanical strength of the catalyst is 970 kg / cm 2 .
Пример 5. Способ получения, как в примере 2, с тем отличием, что после добавления концентрированной соляной кислоты в раствор вводят в количестве 5 об.%, хлорид железа 30 мас.%. В результате получают катализатор состава: γ-Al2O3 - 98,9 об.%, Fe2O3 -1,0 об.%.Example 5. The method of obtaining, as in example 2, with the difference that after adding concentrated hydrochloric acid to the solution is introduced in an amount of 5 vol.%, Iron chloride 30 wt.%. The result is a catalyst composition: γ-Al 2 O 3 - 98.9 vol.%, Fe 2 O 3 -1.0 vol.%.
Радиус пор 30-40 Å. Удельная поверхность катализатора - 255 м2/г.The pore radius is 30-40 Å. The specific surface area of the catalyst is 255 m 2 / g.
Активность катализатора в процессе синтеза меламина из карбамида при температуре 400°С, давлении 0,1 МПа - 1,45 кг/м3мин. Механическая прочность катализатора - 980 кг/см2.The activity of the catalyst in the synthesis of melamine from urea at a temperature of 400 ° C, a pressure of 0.1 MPa is 1.45 kg / m 3 min. The mechanical strength of the catalyst is 980 kg / cm 2 .
Пример 6. Способ получения, как в примере 3, но после добавления концентрированной кислоты в раствор вводят в количестве 4 об.% хлорид железа 30 мас.%.Example 6. The method of obtaining, as in example 3, but after adding concentrated acid to the solution is introduced in an amount of 4 vol.% Iron chloride 30 wt.%.
В результате получают катализатор состава: γ-Al2O3 - 99.15 об.%, Fe2O3 -0,75 об.%.The result is a catalyst composition: γ-Al 2 O 3 - 99.15 vol.%, Fe 2 O 3 -0.75 vol.%.
Радиус пор 30-40 Å. Удельная поверхность катализатора - 260 м2/г.The pore radius is 30-40 Å. The specific surface area of the catalyst is 260 m 2 / g.
Активность катализатора в процессе синтеза меламина из карбамида при температуре 400°С, давлении 0,1 МПа - 1,50 кг/м3мин. Механическая прочность катализатора - 990 кг/см2.The activity of the catalyst in the synthesis of melamine from urea at a temperature of 400 ° C, a pressure of 0.1 MPa is 1.50 kg / m 3 min. The mechanical strength of the catalyst is 990 kg / cm 2 .
Пример 7 (сравнительный) Способ получения катализатора, как в примере 1, с тем отличием, что после добавления концентрированной соляной кислоты в раствор вводят в количестве 5 об.%, хлорид алюминия 20 мас.%. В результате получают катализатор состава: γ-Al2O3 - 99,9 об.%.Example 7 (comparative) A method for producing a catalyst, as in example 1, with the difference that after adding concentrated hydrochloric acid to the solution, 5% by volume, aluminum chloride 20% by weight are added. The result is a catalyst composition: γ-Al 2 O 3 - 99.9 vol.%.
Радиус пор 30-40 Å. Удельная поверхность катализатора - 250 м2/г.The pore radius is 30-40 Å. The specific surface area of the catalyst is 250 m 2 / g.
Активность катализатора в процессе синтеза меламина из карбамида при температуре 400°С, давлении 0,1 МПа - 1,40 кг/м3мин. Механическая прочность катализатора - 940 кг/см2.The activity of the catalyst in the synthesis of melamine from urea at a temperature of 400 ° C, a pressure of 0.1 MPa - 1.40 kg / m 3 min. The mechanical strength of the catalyst is 940 kg / cm 2 .
Пример 8 (сравнительный). Способ получения катализатора, как в примере 4, с тем отличием, что после добавления концентрированной соляной кислоты в раствор вводят в количестве 5 об.%, хлорид железа 20 мас.%. В результате получают катализатор состава: γ-Al2O3 - 99.65 об.%, Fe2O3 - 0,25 об.%.Example 8 (comparative). A method of producing a catalyst, as in example 4, with the difference that after adding concentrated hydrochloric acid to the solution is introduced in an amount of 5 vol.%, Iron chloride 20 wt.%. The result is a catalyst composition: γ-Al 2 O 3 - 99.65 vol.%, Fe 2 O 3 - 0.25 vol.%.
Радиус пор 30-40 Å. Удельная поверхность катализатора - 240 м2/г. Активность катализатора в процессе синтеза меламина из карбамида при температуре 400°С, давлении 0,1 МПа - 1,40 кг/м3мин. Механическая прочность катализатора - 960 кг/см2.The pore radius is 30-40 Å. The specific surface area of the catalyst is 240 m 2 / g. The activity of the catalyst in the synthesis of melamine from urea at a temperature of 400 ° C, a pressure of 0.1 MPa - 1.40 kg / m 3 min. The mechanical strength of the catalyst is 960 kg / cm 2 .
Пример 9 (по прототипу). В электролизер загружают алюминиевые электроды с концентрацией по основному веществу 99,9 мас.% и заливают 1 л электролита - раствор нитрата аммония 4 мас.%. Электролиз проводят при силе тока 27А, напряжении 65В. Полученную суспензию гидроксида алюминия при содержании осадка т:ж = 1:8 фильтруют до соотношения т:ж = 1:4. В данную суспензию добавляют концентрированную соляную кислоту для доведения полученного коллоидного раствора с рН 7 до рН 3-4. Затем в полученный раствор вводят в количестве 5 об.%, хлорид алюминия 20 мас.%. Далее массу формуют капельным методом. Полученную массу заливают в конусообразный сосуд и через пипетку со скоростью 2-3 капли в секунду подают в формователь, заполненный жидкостями в два слоя, первый слой - слой керосина толщиной 3-4 см, второй слой - 500 мл раствора карбамида 25 мас.%.Example 9 (prototype). Aluminum electrodes with a concentration of 99.9% by weight of the basic substance are loaded into the electrolyzer and 1 liter of electrolyte is poured - a solution of ammonium nitrate of 4% by weight. Electrolysis is carried out at a current strength of 27A, voltage of 65V. The resulting suspension of aluminum hydroxide with a sediment content of t: w = 1: 8 is filtered to a ratio of t: w = 1: 4. Concentrated hydrochloric acid was added to this suspension to adjust the resulting colloidal solution from pH 7 to pH 3-4. Then, 5 vol%, aluminum chloride 20 wt% is introduced into the resulting solution. Next, the mass is formed by the drip method. The resulting mass is poured into a conical vessel and fed through a pipette at a rate of 2-3 drops per second into a former filled with liquids in two layers, the first layer is a layer of kerosene 3-4 cm thick, the second layer is 500 ml of a urea solution of 25 wt.%.
Полученные гранулы сушат при 40°С в течение 2 суток и затем при подъеме температуры со скоростью 10°С/ч до 150°С и выдержке в течение 4 часов. Прокалку гранул осуществляют поэтапно при подъеме температуры по 20°С/ч от 150°С до 200°С, по 50°С/ч от 200°С до 500°С, по 100°С/ч от 500°С до 900°С и выдержки в течение 4 часов.The obtained granules are dried at 40 ° C for 2 days and then when the temperature rises at a rate of 10 ° C / h to 150 ° C and exposure for 4 hours. The granules are calcined in stages by raising the temperature at 20 ° C / h from 150 ° C to 200 ° C, at 50 ° C / h from 200 ° C to 500 ° C, at 100 ° C / h from 500 ° C to 900 ° C and exposure for 4 hours.
В результате получают катализатор состава: γ-Al2O3 - 99.9 об.%, Радиус пор 30-40 Å. Удельная поверхность катализатора - 180 м2/г.The result is a catalyst composition: γ-Al 2 O 3 - 99.9 vol.%, Pore radius 30-40 Å. The specific surface area of the catalyst is 180 m 2 / g.
Активность катализатора в процессе синтеза меламина из карбамида при температуре 400°С, давлении 0,1 МПа - 1,35 кг/м3мин. Механическая прочность катализатора - 970 кг/см2.The activity of the catalyst in the synthesis of melamine from urea at a temperature of 400 ° C, a pressure of 0.1 MPa is 1.35 kg / m 3 min. The mechanical strength of the catalyst is 970 kg / cm 2 .
Пример 10 (по прототипу). Способ осуществляют по примеру 9 с тем отличием, что после добавления концентрированной соляной кислоты в полученный раствор вводят 5 об.% раствора хлорида железа 20 мас.%.Example 10 (prototype). The method is carried out as in example 9 with the difference that after adding concentrated hydrochloric acid, a 5 vol.% Solution of iron chloride 20 wt.% Is introduced into the resulting solution.
В результате получают катализатор состава: γ-Al2O3 - 99.65 об.%, Fe2O3 - 0,25 об.%.The result is a catalyst composition: γ-Al 2 O 3 - 99.65 vol.%, Fe 2 O 3 - 0.25 vol.%.
Радиус пор 30-40 Å. Удельная поверхность катализатора - 160 м2/г.The pore radius is 30-40 Å. The specific surface area of the catalyst is 160 m 2 / g.
Активность катализатора в процессе синтеза меламина из карбамида при температуре 400°С, давлении 0,1 МПа - 1,25 кг/м3мин. Механическая прочность катализатора - 980 кг/см2.The activity of the catalyst in the synthesis of melamine from urea at a temperature of 400 ° C, a pressure of 0.1 MPa - 1.25 kg / m 3 min. The mechanical strength of the catalyst is 980 kg / cm 2 .
При использовании в качестве электролита карбамида менее 10 мас.% процесс электролиза вялотекущий и сходит на нет, а при более - 40 мас.% происходит интенсивное кипение раствора, начинается эрозия и разрушение электролита с отрывом металлического алюминия. В данном интервале 10-40 мас.% происходит нормально текущий электролиз.When carbamide is used as an electrolyte, less than 10 wt.% The electrolysis process is sluggish and disappears, and at more than 40 wt.%, The solution boils intensively, erosion and destruction of the electrolyte with separation of aluminum metal begins. In this range of 10-40 wt.% Normally flowing electrolysis occurs.
При использовании в качестве структурирующей жидкости карбоната аммония менее 40 мас.% образуются мягкие гранулы, которые не держат шарообразную форму, а более 50 мас.% плотность раствора повышается и данной концентрации необходимо и достаточно для образования структуры катализатора.When using ammonium carbonate as a structuring liquid, less than 40 wt.% Soft granules are formed that do not keep a spherical shape, and more than 50 wt.% The density of the solution increases and this concentration is necessary and sufficient for the formation of the catalyst structure.
В приведенных примерах 7-8 показано влияние уменьшения концентрации хлорида алюминия или хлорида железа на механическую прочность, удельную поверхность и активность катализатора, которые снижаются.Examples 7-8 show the effect of decreasing the concentration of aluminum chloride or iron chloride on the mechanical strength, specific surface area and catalyst activity, which are reduced.
Физико-технические характеристики полученных катализаторов по примерам 1-10 приведены в таблице.Physico-technical characteristics of the obtained catalysts according to examples 1-10 are shown in the table.
Из приведенных примеров по предлагаемому способу получения катализатора синтеза меламина из карбамида и по прототипу следует, что удельная поверхность катализатора, получаемого по предлагаемому способу, по сравнению с прототипом выше на 30-33%, активность катализатора также превышает известный катализатор на 15-16% при одинаковой механической прочности.From the above examples on the proposed method for producing a catalyst for the synthesis of melamine from urea and on the prototype it follows that the specific surface area of the catalyst obtained by the proposed method is 30-33% higher than the prototype, the catalyst activity also exceeds the known catalyst by 15-16% when the same mechanical strength.
Fe2O3 - 1,0Al 2 O 3 - 98.9
Fe 2 O 3 - 1.0
Fe2O3 - 1,0Al 2 O 3 - 98.9
Fe 2 O 3 - 1.0
Fe2O3 - 0,75Al 2 O 3 - 99.15
Fe 2 O 3 - 0.75
Fe2O3 - 0,25Al 2 O 3 - 99.65
Fe 2 O 3 - 0.25
Fe2O3 - 0,25Al 2 O 3 - 99.65
Fe 2 O 3 - 0.25
Источники информацииInformation sources
1. А.Ю.Курылев, И.Д.Моисеева, В.М.Померанцев, А.Ф.Туболкин. Износоустойчивый катализатор синтеза меламина, ж. "Катализ в промышленности", №1, 2003.1. A.Yu. Kurylev, I.D. Moiseeva, V.M. Pomerantsev, A.F. Tubolkin. Wear-resistant catalyst for the synthesis of melamine, g. "Catalysis in the industry", No. 1, 2003.
2. А.Ю.Курылев, И.Д.Моисеева, В.М.Померанцев, А.Ф.Туболкин. Износоустойчивый катализатор синтеза меламина, ж. "Катализ в промышленности, №1, 2003.2. A.Yu. Kurylev, I.D. Moiseeva, V.M. Pomerantsev, A.F. Tubolkin. Wear-resistant catalyst for the synthesis of melamine, g. "Catalysis in the industry, No. 1, 2003.
3. И.Д.Моисеева. "Разработка катализатора и технологии синтеза меламина", автореферат диссертации, Санкт-Петербург, 2002.3. I.D. Moiseeva. "Development of a catalyst and technology for the synthesis of melamine", abstract of the dissertation, St. Petersburg, 2002.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007149378/04A RU2361669C1 (en) | 2007-12-26 | 2007-12-26 | Method of producing catalyst for synthesis of melamine from carbamide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007149378/04A RU2361669C1 (en) | 2007-12-26 | 2007-12-26 | Method of producing catalyst for synthesis of melamine from carbamide |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2361669C1 true RU2361669C1 (en) | 2009-07-20 |
Family
ID=41047033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007149378/04A RU2361669C1 (en) | 2007-12-26 | 2007-12-26 | Method of producing catalyst for synthesis of melamine from carbamide |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2361669C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2535350C2 (en) * | 2007-06-14 | 2014-12-10 | Басф Се | Method of obtaining melamine |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1355120A3 (en) * | 1982-11-09 | 1987-11-23 | Мадьяр Сенхидрогенипари Кутато-Фейлесте Интезет (Инопредприятие) | Method of producing active aluminium oxide |
| RU2038304C1 (en) * | 1991-06-25 | 1995-06-27 | Государственное предприятие - Научно-инженерный центр плазмохимических технологий "Плазматех" | Method for production of aluminium oxide |
| RU2135411C1 (en) * | 1998-05-07 | 1999-08-27 | Томский политехнический университет | Electrochemical method of preparing aluminium oxide |
-
2007
- 2007-12-26 RU RU2007149378/04A patent/RU2361669C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1355120A3 (en) * | 1982-11-09 | 1987-11-23 | Мадьяр Сенхидрогенипари Кутато-Фейлесте Интезет (Инопредприятие) | Method of producing active aluminium oxide |
| EP0108968B1 (en) * | 1982-11-09 | 1988-01-20 | Magyar Szénhidrogénipari Kutató-Fejlesztö Intézet | Process for the manufacture of active aluminium oxide |
| RU2038304C1 (en) * | 1991-06-25 | 1995-06-27 | Государственное предприятие - Научно-инженерный центр плазмохимических технологий "Плазматех" | Method for production of aluminium oxide |
| RU2135411C1 (en) * | 1998-05-07 | 1999-08-27 | Томский политехнический университет | Electrochemical method of preparing aluminium oxide |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Моисеева И.Д. Разработка катализатора и технологии синтеза меламина: Автореферат диссертации. - Пб., 2002. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2535350C2 (en) * | 2007-06-14 | 2014-12-10 | Басф Се | Method of obtaining melamine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4155820A (en) | Purification of aqueous sodium chloride solution | |
| JP2003508213A (en) | A stable and highly active supported copper-based catalyst | |
| Hairom et al. | Utilization of self-synthesized ZnO nanoparticles in MPR for industrial dye wastewater treatment using NF and UF membrane | |
| US20150336825A1 (en) | Fenton reactor and method for sewage treatment using the same | |
| US3898321A (en) | Preparation of macroporous, heat-stable titania having high pore volume | |
| RU2014129854A (en) | METHOD FOR PRODUCING SPHEROIDAL OXIDE PARTICLES | |
| JP2016517347A5 (en) | ||
| CN103482658B (en) | A kind of embrane method process for refining of medicinal sodium chloride | |
| RU2547833C1 (en) | Method of obtaining aluminium oxide | |
| KR20030019435A (en) | Method for producing metal hydroxides or alkaline metal carbonates | |
| RU2361669C1 (en) | Method of producing catalyst for synthesis of melamine from carbamide | |
| JP2003513790A (en) | Nickel-iron-silica-alumina | |
| Vilando et al. | Tohdite recovery from water by fluidized-bed homogeneous granulation process | |
| CN104870085B (en) | The preparation of silica alumina composition | |
| US4295950A (en) | Desalination with improved chlor-alkali production by electrolyticdialysis | |
| US3457032A (en) | Process for purifying solutions containing aluminates | |
| RU2694751C2 (en) | Gel with high degree of dispersibility and method of its production | |
| FR2875716A1 (en) | NEW ALUMINUM COMPOSITE SUPPORTS ON ALUMINA | |
| RU2375306C1 (en) | Method of producing hydrate of metal oxide | |
| CN102161492B (en) | Pseudo-boehmite composition and alumina prepared from same | |
| JP2024053568A (en) | Reducing agent, gas production method and method for increasing conversion efficiency | |
| CA2388992A1 (en) | Crystalline silver catalysts for methanol oxidation to formaldehyde | |
| CN101559963A (en) | Method using microemulsion to prepare three-dimensional netty activated aluminium oxide | |
| JP6853677B2 (en) | Water treatment system and water treatment method | |
| Xu et al. | Preparation and application of TiO2/Al2O3 microspherical photocatalyst for water treatment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20130327 |
|
| QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: DISPOSAL FORMERLY AGREED ON 20130327 Effective date: 20130708 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171227 |