Объектом настоящего изобретения является способ, направленный на уменьшение выделений газов из пористых материалов в виде частиц, которые могут включать некоторые особые соединения, в частности, при хранении, манипуляциях и перевозке этих материалов.
Более точно, способ согласно изобретению позволяет снизить выделения нежелательных газов, таких, в частности, как газы, имеющие неприятный запах, и/или токсичные газы, которые могут выделяться пористыми материалами в виде частиц, содержащими одно или несколько соединений, выбранных из органических соединений, галогенированных соединений, борсодержащих соединений и фосфорсодержащих соединений.
Объектом настоящего изобретение является также материал на основе частиц, покрытых оболочкой, полученный вышеописанным способом.
Рассматриваемые в настоящем изобретении пористые материалы в виде частиц являются, в частности, катализаторами и адсорбентами, применяющимися в промышленных процессах.
Соответствующие катализаторы могут применяться, в частности, но без ограничений, в процессах обработки углеводородов, например, в области нефтепереработки и нефтехимии.
Процессы обработки углеводородов, осуществляемые на нефтеперерабатывающих заводах и/или на нефтехимических установках, включают некоторое число обработок, при необходимости реализуемых в присутствие водорода, целью которых является модифицировать структуру углеводородных молекул и/или удалить из углеводородных фракций нежелательные соединения, такие, в частности, как соединения серы, азота, ароматические соединения, соединения металлов. В качестве неограничивающих примеров можно назвать процессы гидрокрекинга или гидроконверсии, риформинг, изомеризацию, алкилирование, гидрирование, дегидрирование и процессы, называемые гидроочисткой, такие, как гидрообессеривание, гидродеазотирование, гидродеароматизизация, гидродеметаллирование, гидродеоксигенация.
В большинстве процессов обработки углеводородов применяются твердые катализаторы, находящиеся в виде частиц, называемых также зернами катализатора, которые обычно содержат пористую подложку на основе одного или нескольких тугоплавких неорганических оксидов, на которую нанесены один или несколько каталитически активных металлов. Эти металлы чаще всего включают один или несколько металлов группы VIII периодической системы элементов и/или один или несколько металлов группы VIB.
Эти катализаторы все чаще содержат дополнительные соединения, добавляемые при их получении и/или предназначенные для улучшения их свойств, в частности, органические, галогенированные, борсодержащие или фосфорсодержащие соединения. Эти соединения можно осадить на поверхность частиц катализатора (обычно в поры катализатора) или ввести в саму структуру пористой подложки.
Однако, авторы настоящей заявки установили, что присутствие этих особых соединений может вызвать выделение нежелательных газов, в частности, если эти соединения являются летучими или если они способны разлагаться на летучие соединения.
Так, катализаторы, содержащие вышеназванные соединения, способны выделять газы, например, при их хранении, манипуляциях и/или транспортировке, что создает различные неудобства.
Действительно, выделяющиеся газы могут иметь особенно неприятный запах для персонала, вынужденного обращаться с этими частицами.
Кроме того, газы, выделяемые этими катализаторами, могут оказаться вредными и даже токсичными. Так, например, катализаторы, включающие кислородсодержащие органические соединения, могут привести к выделению моноксида углерода вследствие частичного разложение этих органических соединений. Однако хорошо известно, что моноксид углерода является токсичным газом, в том числе в очень низкой концентрации, что делает манипуляции с этими катализаторами особенно проблематичными.
Катализаторы, которые были получены или обрабатывались в присутствии органического растворителя, могут содержать следы остаточного растворителя и могут привести к нежелательным выделениям растворителей или продуктов их разложения.
Катализаторы, содержащие соединения азота, органические серо- и/или азотсодержащие соединения, какие описаны, например, в патентной заявке EP 2174711, могут привести к выделениям сернистых или азотистых газов, содержащих такие органические соединения или продукты их разложения. Выделяющиеся газы могут иметь очень сильный и неприятный запах.
Другими неограничивающими примерами катализаторов, способных выделять нежелательные газы, являются катализаторы изомеризации, содержащие галогенированные соединения, которые в определенных условиях могут выделять хлористый водород.
Эти выделения газов создают много проблем, связанных не только с нежелательными запахами, но также с токсичностью и даже взрывоопасностью или воспламеняемостью.
Эти же проблемы встречаются при применении абсорбирующих веществ (называемых также адсорбентами), применяемых в самых разных промышленных областях, начиная от очистки газовых или жидких потоков и заканчивая разделением газовых или жидких смесей.
Эти адсорбенты обычно состоят из одного или нескольких пористых материалов, выбранных из активированного угля, цеолитов, оксидов алюминия, силикагелей и активированных глин, находящихся в виде частиц. Эти адсорбенты, как и катализаторы, могут приводить к выделению нежелательных и даже вредных для человека и/или среды газов.
Таким образом, при хранении, транспортировке и при манипуляциях с этими материалами необходимо принимать особые меры предосторожности ввиду выделений газа, тем более, когда речь идет о токсичных газах, для которых риск для персонала, обращающегося с этими материалами, особенно значителен.
Таким образом, существует потребность в поиске новых решений, которые позволят максимально снизить потенциальные выделения газа из этих пористых материалов в виде частиц, содержащих органические соединения, галогенированные соединения, борсодержащие соединения и/или фосфорсодержащие соединения.
Целью настоящего изобретения является предложить способ, который позволил бы эффективно и надежно устранить указанные выше проблемы.
Авторы заявки обнаружили, что этой цели можно достичь, покрывая частицы очень тонким защитным слоем из одного или нескольких пленкообразующих полимеров, посредством способа, согласно которому частицы поддерживают в движении в потоке горячего газа, в то время как жидкую композицию, содержащую указанный один или нескольких пленкообразующих полимеров, распыляют на указанные частицы.
Согласно изобретению, распыление проводят с помощью двухкомпонентной распылительной форсунки, в которой жидкая композиция смешивается с газом под давлением, предпочтительно сжатым воздухом, что позволяет получить очень мелкие капли. Чтобы получить высококачественный защитный слой, в частности, имеющий высокую однородность, относительное давление распыления должно быть больше или равно 0,7·105 Па.
Целью предлагаемого изобретением способа является образовать однородный слой из защитного материала на внешней поверхности частиц. В частности, авторы заявки обнаружили, что для эффективного уменьшения выделения газов необходимо сочетание особых защитных материалов на основе пленкообразующих полимеров со способом покрытия, осуществляемым в особых условиях.
Таким образом, объектом настоящего изобретения является способ уменьшения выделений газа из пористого материала в виде частиц, содержащих неорганическую пористую подложку и по меньшей мере 0,1 вес.% одного или нескольких соединений, выбранных из органических соединений, галогенированных соединений, борсодержащих соединений и фосфорсодержащих соединений. Согласно изобретению, частицы приводят в движение в проходящем через них потоке горячего газа, и на движущиеся частицы распыляют жидкую композицию, содержащую один или несколько пленкообразующих полимеров, с помощью двухкомпонентной распылительной форсунки, в которой жидкая композиция смешивается с газом под давлением, при относительном давлении распыления больше или равном 0,7·105 Па до получения на поверхности указанных частиц защитного слоя, содержащего один или несколько пленкообразующих полимеров и имеющего среднюю толщину меньше или равную 20 мкм.
Способ согласно настоящему изобретению позволяет осень существенно ограничить и даже полностью устранить выделения газов из частиц, образованных из пористых материалов, содержащих неорганическую пористую подложку и по меньшей мере 0,1 вес.% одного или нескольких соединений, выбранных из органических соединений, галогенированных соединений, борсодержащих соединений и фосфорсодержащих соединений.
Частицы, в частности, катализаторов или адсорбентов, обработанные способом по изобретению, можно хранить или транспортировать в больших количествах, например, в мешках или резервуарах большого объема, и манипулировать с ними (например, загружать в промышленные реактора) без особых мер предосторожности.
Кроме того, авторы заявки обнаружили, что способ согласно изобретению позволяет сохранить высокую производительность промышленных установок, для которых предназначены частицы катализатора или адсорбента, без существенной потери активности из-за засыпки частиц, покрытых особым защитным слоем, полученным этим способом.
Наконец, осуществление такой защиты не влияет существенно на активность катализатора или адсорбента, который, лишившись защитного слоя согласно изобретению, сохраняет свою высокую активность.
Согласно изобретению, пористые частицы покрывают защитным слоем, содержащим один или несколько пленкообразующих полимеров.
Под "полимером" в контексте изобретения понимаются соединения, содержащие по меньшей мере два повторяющихся звена, предпочтительно по меньшей мере три повторяющихся звена и, более конкретно, по меньшей мере десять повторяющихся звеньев.
Под "пленкообразующим полимером" понимают, как обычно, полимер, способный, самостоятельно или в присутствии вспомогательного пленкообразующего агента, образовать макроскопически непрерывную пленку на подложке, в частности, на материалах на основе неорганических оксидов, таких, например, как оксид алюминия.
Защитный слой согласно изобретению может содержать один или несколько пленкообразующих полимеров в смеси с одним или несколькими другими соединениями, которые могут быть полимерными или неполимерными. В таком случае эти другие полимерные или неполимерные соединения, которые могут присутствовать в защитном слое согласно изобретению, вводят в смеси с одним или несколькими пленкообразующими полимерами в жидкую композицию, распыляемую на движущиеся частицы.
Защитный слой может также полностью состоять из одного или нескольких пленкообразующих полимеров.
Предпочтительно, защитный слой согласно изобретению содержит от 50 до 100 вес.% одного или нескольких пленкообразующих полимеров. Особенно предпочтительно, защитный слой согласно изобретению целиком состоит из одного или нескольких пленкообразующих полимеров.
Предпочтительно, указанные один или несколько пленкообразующих полимеров, используемых в настоящем изобретении, выбраны из:
- гомо- и сополимеров винилового спирта, таких как
- поливиниловые спирты,
- сополимеры, образованные из мономеров виниловый спирт и олефины, такие, как сополимеры винилового спирта и этилена (сополимеры EVOH), и
- частично гидролизованные сополимеры винилового спирта, то есть содержащие также негидролизованные звенья винилацетата;
- полиэтиленгликолей;
- коллагена;
- полиэтилентерефталатов (PET);
- полиэтиленнафталатов (PEN);
- полиамидов;
- полисахаридов, в частности, целлюлозных полимеров и их производных (из которых предпочтительны, в частности, C1-C4 алкилцеллюлоза и, более конкретно, метилцеллюлоза), и крахмалов, возможно модифицированных;
- поливинилхлоридов (PVC);
- поливинилиденхлоридов (PVDC);
- полиакрилонитрилов (PAN);
- полиакрилатных смол, таких, в частности, как полиметилакрилаты;
- сополимеров, у которых по меньшей мере один из мономеров является мономером акрилатного типа;
- и их смесей.
Особенно предпочтительны поливиниловые спирты и сополимеры винилового спирта и олефина(ов). Из них в высшей степени предпочтительны сополимеры, образованные из винилового спирта и этилена, или сополимеры EVOH.
Средняя толщина защитного слоя согласно изобретению меньше или равна 20 мкм, предпочтительно меньше или равна 10 мкм.
Более предпочтительно, средняя толщина защитного слоя составляет от 0,1 до 10 мкм, еще более предпочтительно от 0,5 до 10 мкм и еще лучше от 2 до 8 мкм.
Среднюю толщину слоя, покрывающего частицы, можно определить методом сканирующей электронной микроскопии.
Согласно настоящему изобретению, количество используемого пленкообразующего полимера должно быть достаточным, чтобы по возможности полностью покрыть частицы, при этом стремясь, чтобы защитный слой оставался как можно тоньше.
Для этого полное количество используемого пленкообразующего полимера предпочтительно составляет от 0,1 до 4 вес.%, предпочтительно от 0,5 до 4 вес.% и еще более предпочтительно от 1 до 3 вес.%, от полного веса исходных частиц.
Под полным весом исходных частиц здесь понимается вес незащищенных частиц, то есть перед их покрытием защитным слоем согласно изобретению.
Один или несколько пленкообразующих полимеров, а также одно или несколько других соединений, возможно присутствующих в защитном слое согласно изобретению, наносят на частицы путем распыления содержащей эти соединения жидкой композиции.
Согласно первому варианту осуществления, жидкая композиция, распыляемая на частицы, содержит растворитель, выбранный из воды, органического растворителя или смеси воды и органического растворителя, а также один или несколько пленкообразующих полимеров в форме раствора или дисперсии в указанном растворителе. При необходимости она может также содержать один или несколько стабилизаторов.
В случае катализаторов или адсорбентов, чувствительных к воде, предпочтительно использовать один или несколько органических растворителей.
В случае, когда жидкая композиция является раствором или дисперсией пленкообразующего полимера в растворителе, указанная композиция благоприятно содержит от 0,1 до 50 вес.% пленкообразующего полимера, предпочтительно от 0,5 до 25 вес.% и более предпочтительно от 1 до 10 вес.% пленкообразующего полимера, от полного веса композиции.
В случае дисперсии пленкообразующего полимера или полимеров в растворителе размер диспергированных полимерных частиц предпочтительно меньше или равен 500 нм, предпочтительнее меньше или равен 200 нм.
Согласно второму варианту осуществления, жидкая композиция, распыляемая на частицы, содержат один или несколько пленкообразующих полимеров в расплавленном состоянии. В частности, жидкая композиция, распыляемая на частицы, может полностью состоять из расплава указанного пленкообразующего полимера или полимеров.
Согласно изобретению, частицы приводят в движение в потоке проходящего через них горячего газа, то есть в газовом потоке, проходящем через массу движущихся частиц.
В рамках настоящего изобретения можно применять любое устройство, позволяющее достичь этой цели.
Согласно первому варианту, способ по изобретению можно осуществить в барабане с перфорированной поверхностью, в котором частицы приводятся в движение, и через барабан с перфорированной поверхностью непрерывно течет поток горячего газа.
Согласно второму варианту, способ по изобретению можно осуществить, создавая псевдоожиженный слой из частиц с помощью потока горячего газа.
В обоих вариантах способ согласно изобретению можно реализовать в периодическом или в непрерывном режиме.
Поток горячего газа, проходящий через движущиеся частицы, может быть образован из любого газа или газовой смеси, как, например, инертный газ, такой как азот, воздух, или из смеси этих газов. Предпочтительно, речь идет о потоке воздуха.
Однако, в случае пористого материала, чувствительного к кислороду, используют инертный газ, такой как азот.
Под "горячим" газовым потоком понимается газовый поток, температура которого выше температуры окружающей среды, то есть выше 25°C.
Предпочтительно, газовый поток, проходящий через частицы, имеет температуру от 30°C до 150°C, предпочтительно от 50°C до 100°C.
Расход газового потока предпочтительно составляет от 5 до 100 м3 в час на килограмм катализатора.
Композицию, содержащую один или несколько пленкообразующих полимеров, распыляют в виде мелких капелек, предпочтительно в непрерывном режиме, на движущиеся частицы.
Согласно настоящему изобретению, распыление осуществляют путем атомизации, с помощью двухкомпонентной распылительной форсунки, при относительном давлении распыления больше или равном 0,7·105 Па.
Двухкомпонентные распылительные форсунки являются устройствами, сами по себе известными. Это распылительные устройства, в которых распыляемую жидкую композицию смешивают с газом под давлением, чтобы тонко измельчить ее и вытолкнуть в виде мелких капелек.
Предпочтительно, газ под давлением представляет собой сжатый воздух.
Согласно изобретению, относительное давление распыления больше или равно 0,7·105 Па. Относительное давление распыления соответствует разнице давлений между давлением газа внутри форсунки и атмосферным давлением.
Предпочтительно, относительное давление распыления составляет от 0.7·105 до 4·105 Па, более предпочтительно от 1,2·105 до 3·105 Па, еще более предпочтительно от 1,5·105 до 2,5·105 Па и еще лучше от 1,7·105 до 2,3·105 Па.
Как правило, жидкую композицию предпочтительно распылять при температуре от 25°C до 250°C.
В случае, когда жидкая композиция содержит один или несколько пленкообразующих полимеров, растворенных или диспергированных в растворителе, указанную композицию предпочтительно распыляют при температуре от 25°C до 100°C.
В случае, когда жидкая композиция содержит один или несколько пленкообразующих полимеров в виде расплава, указанную композицию предпочтительно распыляют при температуре от 50°C до 250°C.
В случае, когда способ согласно изобретению реализуют в барабане с перфорированной поверхностью, распыление предпочтительно проводят на верхнюю поверхность слоя движущихся частиц.
В случае, когда способ согласно изобретению реализуют путем создания псевдоожиженного слоя частиц, распыление можно осуществить или на верхнюю поверхность слоя частиц, или прямо внутри слоя.
Способ согласно изобретению можно осуществлять в периодическом режиме или в непрерывном режиме. Согласно одному особенно предпочтительному варианту осуществления, его осуществляют в барабане с перфорированной поверхностью, работающем в непрерывном режиме.
Описанные выше способы позволяют образовать однородный защитный слой на внешней поверхности пористых частиц, что гарантирует максимальную эффективность способа по изобретению.
После покрытия частиц защитным слоем согласно изобретению, указанные частицы при необходимости можно высушить, например, на открытом воздухе или в присутствии газового потока, содержащего воздух или любой другой подходящий газ.
Способ согласно настоящему изобретению применим, в частности, к любому твердому катализатору, находящемуся в виде частиц, как, например, но без ограничений, катализаторы, предназначенные для обработки углеводородного сырья, в частности, в области нефтепереработки и нефтехимии.
Способ согласно изобретению применим, например, для обработки катализаторов гидроконверсии углеводородов. Эти катализаторы находятся в виде частиц, содержащих подложку из тугоплавкого оксида, на которую нанесен по меньшей мере один оксид металла, выбранного из металлов группы VIII и металлов группы VIB периодической системы элементов.
Так, согласно одному варианту осуществления, пористый материал в виде частиц выбран из катализаторов, содержащих подложку из тугоплавкого оксида, на которую нанесен по меньшей мере один металл или соединение металла.
Предпочтительно, катализатор содержит по меньшей мере один металл, выбранный из металлов группы VIII периодической системы элементов, и/или по меньшей мере одно неорганическое соединение такого металла. Соответствующие металлы могут представлять собой, например, кобальт, никель, железо, палладий, платину.
Кроме того, катализатор может содержать по меньшей мере один металл, выбранный из металлов группы VIB периодической системы элементов, и/или по меньшей мере одно неорганическое соединение такого металла. Соответствующие металлы могут представлять собой, например, молибден, вольфрам, хром.
Содержание металла или металлов группы VIII обычно составляет от 0,1 до 20 вес.% от полного веса незащищенного катализатора, иногда до 50%.
Содержание металла или металлов группы VIB обычно составляет от 3 до 30 вес.% от полного веса катализатора (в незащищенной форме).
Предпочтительно, пористая подложка катализаторов может быть выбрана, в частности, из оксидов алюминия, оксидов кремния, аморфных или кристаллических (цеолиты) алюмосиликатов. Более предпочтительно, подложка содержит по меньшей мере 30 вес.%, еще лучше по меньшей мере 50 вес.%, оксида алюминия.
Способ согласно изобретению особенно хорошо подходит для обработки катализаторов, содержащих одну из следующих комбинаций металлов: CoMo, NiMo, NiW, NiCoMo, осажденную на подложку на основе оксида алюминия.
Катализаторы по изобретению находятся в виде частиц различной формы, предпочтительно сферической, цилиндрической или многодольчатой, у которых среднечисленный максимальный размер не превышает 5 мм.
Для частиц катализатора цилиндрической или многодольчатой формы среднечисленный диаметр составляет обычно от 0,8 до 4 мм, а среднечисленная длина составляет обычно от 2,5 до 5 мм. В некоторых областях используются частицы сферической формы, среднечисленный диаметр которых обычно варьируется от 1,5 до 5 мм.
Среднечисленные размеры частиц катализатора можно определить известным образом по методу видеогранулометрии или с помощью штангенциркуля. Как правило, можно использовать видеогранулометр CAMSIZER производства фирмы RETSCH.
Эти катализаторы могут иметь удельную поверхность, измеренную методом БЭТ, обычно в интервале от 100 до 300 м2/г, объем пор, измеренный по адсорбции азота, в интервале от 0,20 до 1 мл/г, и средний диаметр пор, определенный по адсорбции азота, от 7 до 20 нм.
Следует отметить, что хотя описание настоящего изобретения проводится с точки зрения конкретных катализаторов, использующихся в процессах обработки углеводородов, изобретение может применяться для защиты любого катализатора в виде твердых частиц, содержащих неорганическую пористую подложку.
Способ согласно настоящему изобретению применим также для любого твердого адсорбента в виде пористых частиц, какие предназначены, например, для разделения и/или очистки жидкого или газообразного сырья.
Эти адсорбенты содержат один или несколько пористых материалов, выбираемых обычно из активированного угля, цеолитов (или молекулярных сит), оксидов алюминия, силикагелей и активированных глин.
Кроме того, некоторые адсорбенты могут содержать металлы, такие, например, как металлы групп VIIIB, IB, IIB периодической системы элементов, или соединения таких металлов.
Эти адсорбенты находятся в виде частиц, которые могут иметь различные формы, такие, например и без ограничений, как сферы, цилиндры, многодольчатые зерна, таблетки, у которых средний максимальный размер обычно не превышает 5 мм.
Они имеют удельную поверхность, измеренную по методу БЭТ, которая может достигать 1000 м2/г, и объем пор, определенный по адсорбции азота, который может доходить до значений порядка 1,5 мл/г.
В качестве примеров таких адсорбентов можно назвать молекулярные сита типа 3A, 4A, 5A, 13X, используемые, наряду с прочим, для сушки газового потока; адсорбенты на основе алюмонатриевых квасцов, используемые, в частности, для улавливания кислых хлорсодержащих соединений; активированный уголь, применяющийся во многих областях, например, для селективного улавливания органических соединений из различных потоков газов или жидкостей; адсорбенты, содержащие никель, предназначенные для улавливания следов сернистых соединений в газовых потоках; адсорбенты, специфичные к адсорбции ртути из газовых и жидких потоков, как, например, сульфированный или нет активированный уголь на основе сульфидов металлов, таких, как медь.
Способ по настоящему изобретению применим как к новым катализаторам и адсорбентам, то есть к катализаторам и адсорбентам, которые еще никогда не использовались, так и к катализаторам и адсорбентам, бывшим в употреблении. Он также идеально применим к регенерированным катализаторам и адсорбентам, то есть к отработанным катализаторам и адсорбентам, которые были регенерированы, чтобы очистить их от загрязняющих веществ и восстановить уровень активности, позволяющий их повторное применение.
Совсем конкретно, изобретение применимо к частицам (в частности, катализатора или адсорбента), содержащим одно или несколько соединений, выбранных из органических соединений, галогенированных соединений, борсодержащих соединений и фосфорсодержащих соединений, в суммарном содержании по меньшей мере 0,1 вес.% от полного веса указанных частиц. Действительно, эти частицы вполне способны выделять нежелательные газы, вредные (возможно токсичные) и/или пахучие, и способ согласно изобретению оказывается особенно эффективным для предотвращения этих явлений.
Предпочтительно, пористые частицы содержат одно или несколько органических соединений.
Под органическими соединениями понимаются соединения, содержащие по меньшей мере один атом углерода и по меньшей мере один атом водорода. Эти соединения могут также содержать гетероатомы (например, S, N, O, галогениды, металлы и т.д.).
Присутствующие органические соединения могут быть полимерными или неполимерными соединениями. Помимо атомов углерода и водорода, эти соединения могут также содержать один или несколько гетероатомов, таких, в частности, как атомы кислорода, азота, серы.
Эти соединения могут присутствовать в самой структуре частиц или просто быть осаждены на их поверхность, например, в поры.
Предпочтительно, указанные одно или несколько органических соединений содержат от 1 до 15 атомов углерода, более предпочтительно от 2 до 10 атомов углерода. Также предпочтительно, эти соединения дополнительно содержат один или несколько гетероатомов, выбранных из кислорода, азота и серы.
Особенно предпочтительно, такие органические соединения были осаждены на поверхность материала (например, в конце его получения или его регенерации). Методы, позволяющие осадить органические соединения на поверхность пористых частиц, хорошо известные специалисту. Например, можно действовать пропиткой частиц до насыщения объема пор с помощью раствора, содержащего эти соединения.
Предпочтительно, органические, галогенированные, борсодержащие и/или фосфорсодержащие соединения присутствуют в суммарном содержании от 0,1 до 20 вес.%, предпочтительно от 0,5 до 15 вес.%, более предпочтительно от 1 до 10 вес.% и еще лучше от 1,5 до 5 вес.%, от полного веса указанных частиц (то есть, перед их защитой слоем пленкообразующего полимера согласно изобретению).
Удаление защиты с частиц предпочтительно осуществляют после того, как они были загружены в промышленную установку, для которой они предназначены.
Удаление защиты с успехом осуществляют, помещая указанные частицы в условия, в которых защитный слой, присутствующий на поверхности частиц, удаляется.
Особенно предпочтительно выбирать указанные один или несколько пленкообразующих полимеров, использующихся в настоящем изобретении, таким образом, чтобы они самопроизвольно удалялись при контакте с сырьем или в результате термодеструкции при пуске установки, в которой используются частицы. Этот вариант осуществления позволяет особенно простым и экономичным способом удалить защитный слой, покрывающий частицы, в момент запуска установки.
Таким образом, пленкообразующий полимер или полимеры предпочтительно выбирать из полимеров, которые разлагаются или которые выщелачиваются сырьем при температурах в интервале от температуры окружающей среды и до рабочей температуры установки, то есть, обычно, при температуре от 25°C до 400°C, и при давлении от атмосферного давления до 20 МПа.
Более предпочтительно, пленкообразующий полимер или полимеры выбраны из соединений, которые разлагаются или выщелачиваются сырьем при температуре в интервале от 50°C до 400°C, предпочтительно от 100°C до 300°C и при давлении от 0,1 до 10 МПа.
Под сырьем, в случае катализаторов обработки углеводородов, понимаются углеводородные фракции, которые обычно имеют интервал кипения при атмосферном давлении от 75°C до 650°C и которые могут контактировать с катализатором в жидком или газообразном состоянии.
В случае адсорбентов сырье, подходящее для обработки, включает все виды жидкого или газообразного сырья, органического или неорганического.
Наконец, объектом настоящего изобретения является пористый материал в виде частиц, покрытых однородным защитным слоем, который может быть получен описанным выше способом.
Все частицы, например, катализатора или адсорбента, образованные из этого материала, покрыты на своей поверхности защитным слоем, содержащим один или несколько пленкообразующих полимеров. Этот слой предпочтительно является однородным и предпочтительно имеет среднюю толщину от 0,1 до 20 мкм.
Качество слоя, в частности, его высокую однородность, можно оценить, измеряя однородность толщины слоя способом, описанным в примерах ниже.
Предпочтительно, частицы пористых материалов, полученных способом по изобретению, имеют однородность толщины слоя больше или равную 65%, более предпочтительно больше или равную 70%.
Как написано выше, защитный слой предпочтительно полностью состоит из одного или нескольких пленкообразующих полимеров.
Указанные один или нескольких пленкообразующих полимеров составляют от 0,1 до 4 вес.% от полного веса частиц и выбраны из:
- гомо- и сополимеров винилового спирта, таких как:
- поливиниловые спирты,
- сополимеры, образованные из мономеров виниловый спирт и олефин(ы), такие, как сополимеры винилового спирта и этилена (сополимеры EVOH), и
- частично гидролизованные сополимеры винилового спирта, то есть содержащие также негидролизованные звенья винилацетата;
- полиэтиленгликолей;
- коллагена;
- полиэтилентерефталатов (PET);
- полиэтиленнафталатов (PEN);
- полиамидов;
- полисахаридов, в частности, целлюлозных полимеров и их производных (из которых особенно предпочтительны C1-C4 алкилцеллюлоза, более конкретно метилцеллюлоза), и крахмалов, возможно модифицированных;
- поливинилхлоридов (PVC);
- поливинилиденхлоридов (PVDC);
- полиакрилонитрилов (PAN);
- полиакрилатных смол, таких, в частности, как полиметилакрилаты;
- сополимеров, в которых по меньшей мере один из мономеров является мономером акрилатного типа;
- и их смесей.
Особенно предпочтительны поливиниловые спирты и сополимеры, образованные из винилового спирта и олефина(ов). Из них в высшей степени предпочтительны сополимеры винилового спирта и этилена, или сополимеры EVOH.
Как описано выше, средняя толщина защитного слоя согласно изобретению предпочтительно составляет от 0,1 до 10 мкм. Более предпочтительно, средняя толщина защитного слоя составляет от 0,5 до 10 мкм и еще лучше от 2 до 8 мкм.
Аналогично, полное количество пленкообразующего полимера составляет от 0,1 до 4 вес.%, предпочтительно от 0,5 до 4 вес.%, еще более предпочтительно от 1 до 3 вес.%, от полного веса исходных частиц.
Частицы образованы из пористого материала, содержащего неорганическую пористую подложку и по меньшей мере 0,1 вес.% одного или нескольких соединений, выбранных из органических соединений, галогенированных соединений, борсодержащих соединений и фосфорсодержащих соединений.
Все описанное выше в отношении способа защиты, применимо, конечно, к материалу, защищенному согласно настоящему изобретению.
Следующие примеры приводятся исключительно в целях иллюстрации настоящего изобретения.
Примеры
Получение адсорбента A:
Примеры 1-5 ниже были осуществлены, исходя из адсорбирующего материала типа коммерческого оксида алюминия гамма, имеющего удельную поверхность 200 м2/г и находящегося в виде экструдатов трехдольчатой формы со среднечисленным диаметром 1,2 мм и среднечисленной длиной 3,8 мм. Чтобы смоделировать конечное состояние этого адсорбента после применения в процессе гидроочистки, 2 кг адсорбента медленно пропитывали 160 г неочищенного газойля, а затем обрабатывали в течение 1 ч при 70°C в потоке азота с расходом 10 м3/ч, этот второй шаг применялся как имитация этапа отгонки in-situ. В результате получен адсорбент A.
Анализ адсорбента A показывает, что он содержит 6,9 вес.% углерода. Анализ на VOC (способ измерения описан ниже) показывает выделение 215 ppm углеводородов в воздух.
Пример 1 (согласно изобретению)
2 кг адсорбента A помещают в полностью перфорированный барабан из нержавеющей стали объемом 18 литров (полезный объем 5л), вращающийся со скоростью 22 об/мин, через всю поверхность которого протекает поток горячего воздуха с расходом 150 м3/ч при 90°C. Раствор пленкообразующего полимера распыляют на частицы с помощью двухкомпонентной распылительной форсунки способом, описываемым ниже. Поток горячего воздуха течет параллельно распылительной струе в том же направлении (нисходящий поток).
250 г водного раствора сополимера полиэтилен-поливиниловый спирт (выпускается в продажу под названием EXCEVAL фирмой Kuraray) концентрацией 8 вес.% вводят на частицы адсорбента посредством двухкомпонентной распылительной форсунки (модель 970/0 S75 марки Schlick с накладкой для жидкости внутренним диаметром 1 мм) при расходе раствора 10 г/мин и относительном давлении сжатого воздуха (относительное давление распыления) 1,2·105 Па.
Вода непрерывно испаряется, что ведет к образованию полимерного слоя на поверхности частиц адсорбента.
После полного введения жидкости адсорбент дополнительно перемешивают еще 5 минут, затем охлаждают до температуры окружающей среды.
В результате получен адсорбент B согласно изобретению, частицы которого покрыты слоем сополимера полиэтилен-поливиниловый спирт.
Анализ адсорбента B показывает, что он содержит 7,4 вес.% углерода. Обследование 10 зерен в сканирующий электронный микроскоп высокого разрешения при увеличении X200 позволило установить, что однородность толщины слоя равна 68% (способ измерения описан ниже), а также что средняя толщина слоя равна 2,5 мкм. Анализ на VOC (способ измерения описан ниже) показал выделение 16 ppm углеводородов в воздух.
Пример 2 (согласно изобретению)
2 кг адсорбента A помещали в полностью перфорированный барабан из нержавеющей стали объемом 18 литров (полезный объем 5л), вращающийся со скоростью 22 об/мин, через всю поверхность которого протекает поток горячего воздуха с расходом 150 м3/ч при 90°C. Раствор пленкообразующего полимера распыляют на частицы с помощью двухкомпонентной распылительной форсунки способом, описываемым ниже. Поток горячего воздуха течет параллельно распылительной струе в том же направлении (нисходящий поток).
250 г водного раствора сополимера полиэтилен-поливиниловый спирт (выпускается в продажу под названием EXCEVAL фирмой Kuraray) концентрацией 8 вес.% вводили на частицы адсорбента посредством двухкомпонентной распылительной форсунки (модель 970/0 S75 марки Schlick с накладкой для жидкости внутренним диаметром 1 мм) при расходе раствора 10 г/мин и относительном давлении сжатого воздуха (относительное давление распыления) 1,6·105 Па.
Вода непрерывно испаряется, что ведет к образованию полимерного слоя на поверхности частиц адсорбента.
После полного введения жидкости адсорбент дополнительно перемешивают еще 5 минут, затем охлаждают до температуры окружающей среды.
В результате получен адсорбент C согласно изобретению, частицы которого покрыты слоем сополимера полиэтилен-поливиниловый спирт.
Анализ адсорбента C показывает, что он содержит 7,3 вес.% углерода. Обследование 10 зерен в сканирующий электронный микроскоп высокого разрешения при увеличении X200 позволило установить, что однородность толщины слоя равна 73% (способ измерения описан ниже), а также что средняя толщина слоя равна 2,5 мкм. Анализ на VOC (способ измерения описан ниже) показывает выделение 10 ppm углеводородов в воздух.
Пример 3 (сравнительный)
2 кг адсорбента A помещали в неперфорированный барабан из нержавеющей стали объемом 18 литров (полезный объем 5л), вращающийся со скоростью 22 об/мин, и на поверхность слоя адсорбента направляли поток горячего воздуха с расходом 150 м3/ч при 90°C. Горячий воздух входит через впуск, расположенный внутри барабана, и выходит через отверстие, находящееся спереди барабана, не проходя через слой адсорбента (омываемый слой).
250 г водного раствора сополимера полиэтилен-поливиниловый спирт (выпускается в продажу под названием EXCEVAL фирмой Kuraray) концентрацией 8 вес.% вводили на частицы адсорбента посредством двухкомпонентной распылительной форсунки (модель 970/0 S75 марки Schlick с накладкой для жидкости внутренним диаметром 1 мм) при расходе раствора 10 г/мин и относительном давлении сжатого воздуха (относительное давление распыления) 1,2·105 Па.
Вода непрерывно испаряется, что ведет к образованию полимерного слоя на поверхности частиц адсорбента.
После полного введения жидкости адсорбент дополнительно перемешивают еще 5 минут, затем охлаждают до температуры окружающей среды.
В результате получен сравнительный адсорбент D, частицы которого покрыты слоем сополимера полиэтилен-поливиниловый спирт.
Анализ адсорбента D показывает, что он содержит 7,5 вес.% углерода. Обследование 10 зерен в сканирующий электронный микроскоп высокого разрешения при увеличении X200 позволило установить, что однородность толщины слоя равна 51% (способ измерения описан ниже), а также что средняя толщина слоя равна 2,8 мкм. Анализ на VOC (способ измерения описан ниже) показывает выделение 42 ppm углеводородов в воздух.
Пример 4 (сравнительный)
2 кг адсорбента A помещали в полностью перфорированный барабан из нержавеющей стали объемом 18 литров (полезный объем 5л), вращающийся со скоростью 22 об/мин, через всю поверхность которого протекает поток горячего воздуха с расходом 150 м3/ч при 90°C. Раствор пленкообразующего полимера распыляют на частицы с помощью двухкомпонентной распылительной форсунки способом, описываемым ниже. Поток горячего воздуха течет параллельно распылительной струе в том же направлении (нисходящий поток).
250 г водного раствора сополимера полиэтилен-поливиниловый спирт (выпускается в продажу под названием EXCEVAL фирмой Kuraray) концентрацией 8 вес.% вводили на частицы адсорбента посредством двухкомпонентной распылительной форсунки (модель 970/0 S75 марки Schlick с накладкой для жидкости внутренним диаметром 1 мм) при расходе раствора 10 г/мин и относительном давлении сжатого воздуха (относительное давление распыления) 0,6·105 Па.
Вода непрерывно испаряется, что ведет к образованию полимерного слоя на поверхности частиц адсорбента.
После полного введения жидкости адсорбент дополнительно перемешивают еще 5 минут, затем охлаждают до температуры окружающей среды.
В результате получен сравнительный адсорбент E, частицы которого покрыты слоем сополимера полиэтилен-поливиниловый спирт.
Анализ адсорбента E показывает, что он содержит 7,4 вес.% углерода. Обследование 10 зерен в сканирующий электронный микроскоп высокого разрешения при увеличении X200 позволило установить, что однородность толщины слоя равна 60% (способ измерения описан ниже), а также что средняя толщина слоя равна 2,6 мкм. Анализ на VOC (способ измерения описан ниже) показывает выделение 28 ppm углеводородов в воздух.
Пример 5 (сравнительный)
2 кг адсорбента A помещали в полностью перфорированный барабан из нержавеющей стали объемом 18 литров (полезный объем 5л), вращающийся со скоростью 22 об/мин, через всю поверхность которого протекает поток горячего воздуха с расходом 150 м3/ч при 90°C. Для сравнения на частицы распыляли воду, не содержащую полимера, с помощью двухкомпонентной распылительной форсунки, способом, описываемым ниже. Поток горячего воздуха течет параллельно распылительной струе в том же направлении (нисходящий поток).
250 г воды вводили на частицы адсорбента посредством двухкомпонентной распылительной форсунки (модель 970/0 S75 марки Schlick с накладкой для жидкости внутренним диаметром 1 мм), при расходе 10 г/мин и относительном давлении сжатого воздуха (относительное давление распыления) 1,2·105 Па.
После полного введения жидкости адсорбент дополнительно перемешивают еще 5 минут, затем охлаждают до температуры окружающей среды.
В результате получен сравнительный адсорбент F.
Анализ адсорбента F показывает, что он содержит 6,7 вес.% углерода. Анализ на VOC (способ измерения описан ниже) показывает выделение 110 ppm углеводородов в воздух.
Примеры 6-10 ниже были реализованы, исходя из регенерированного коммерческого катализатора гидрообработки, который содержит 20 вес.% MoO3 и 5 вес.% CoO на алюмооксидной подложке и который находится в виде экструдатов цилиндрической формы со среднечисленным диаметром 1,3 мм и среднечисленной длиной 3,2 мм.
Получение катализатора G:
2 кг регенерированного катализатора помещают в смесительную турбину, затем объем пор пропитывают до насыщения раствором, состоящим из 200 г полиэтиленгликоля 200 (PEG-200) и 660 г деминерализованной воды.
После пропитки катализатор подвергали стадии созревания в течение в течение 17 часов при температуре 70°C, затем сушили в потоке азота в печи, нагретой до 200°C, чтобы получить катализатор G.
Анализ на CO (способ измерения описан ниже) показывает выделение 144 ppm CO в воздух.
Пример 6 (согласно изобретению)
2 кг катализатора G помещали в полностью перфорированный барабан из нержавеющей стали объемом 18 литров (полезный объем 5л), вращающийся со скоростью 22 об/мин, через всю поверхность которого протекает поток горячего воздуха с расходом 160 м3/ч при 90°C. Раствор пленкообразующего полимера распыляют на частицы с помощью двухкомпонентной распылительной форсунки способом, описываемым ниже. Поток горячего воздуха течет параллельно распылительной струе в том же направлении (нисходящий поток).
800 г водного раствора сополимера полиэтилен-поливиниловый спирт (выпускается в продажу под названием EXCEVAL фирмой Kuraray) концентрацией 5 вес.% вводили на частицы катализатора посредством двухкомпонентной распылительной форсунки (модель 970/0 S75 марки Schlick с накладкой для жидкости внутренним диаметром 1 мм) при расходе раствора 7 г/мин и относительном давлении сжатого воздуха (относительное давление распыления) 1,2·105 Па.
Вода непрерывно испаряется, что ведет к образованию полимерного слоя на поверхности частиц катализатора.
После полного введения жидкости катализатор дополнительно перемешивают еще 5 минут, затем охлаждают до температуры окружающей среды.
В результате получен катализатор H согласно изобретению, частицы которого покрыты слоем сополимера полиэтилен-поливиниловый спирт.
Обследование 10 зерен в сканирующий электронный микроскоп высокого разрешения при увеличении X200 позволило установить, что однородность толщины слоя равна 76% (способ измерения описан ниже), а также что средняя толщина слоя равна 5,8 мкм. Анализ на CO (способ измерения описан ниже) показывает выделение 6 ppm CO в воздух.
Пример 7 (сравнительный)
2 кг катализатора G помещали в неперфорированный барабан из нержавеющей стали объемом 18 литров (полезный объем 5л), вращающийся со скоростью 22 об/мин, и поток горячего воздуха с расходом 160 м3/ч при 90°C направляли на поверхность слоя катализатора. Горячий воздух входит через впуск, расположенный внутри барабана, и выходит через отверстие, находящееся спереди барабана, не проходя через слой адсорбента (омываемый слой).
800 г водного раствора сополимера полиэтилен-поливиниловый спирт (выпускается в продажу под названием EXCEVAL фирмой Kuraray) концентрацией 5 вес.% вводили на частицы катализатора посредством двухкомпонентной распылительной форсунки (модель 970/0 S75 марки Schlick с накладкой для жидкости внутренним диаметром 1 мм) при расходе раствора 7 г/мин и относительном давлении сжатого воздуха (относительное давление распыления) 1,2·105 Па.
Вода непрерывно испаряется, что ведет к образованию полимерного слоя на поверхности частиц катализатора.
После полного введения жидкости катализатор дополнительно перемешивают еще 5 минут, затем охлаждают до температуры окружающей среды.
В результате получен сравнительный катализатор I, частицы которого покрыты слоем сополимера полиэтилен-поливиниловый спирт.
Обследование 10 зерен в сканирующий электронный микроскоп высокого разрешения при увеличении X200 позволило установить, что однородность толщины слоя равна 53% (способ измерения описан ниже), а также что средняя толщина слоя равна 6,1 мкм. Анализ на CO (способ измерения описан ниже) показывает выделение 26 ppm CO в воздух.
Пример 8 (сравнительный)
2 кг катализатора G помещали в полностью перфорированный барабан из нержавеющей стали объемом 18 литров (полезный объем 5л), вращающийся со скоростью 22 об/мин, через всю поверхность которого протекает поток горячего воздуха с расходом 160 м3/ч при 90°C. Раствор пленкообразующего полимера распыляют на частицы с помощью двухкомпонентной распылительной форсунки способом, описываемым ниже. Поток горячего воздуха течет параллельно распылительной струе в том же направлении (нисходящий поток).
800 г водного раствора сополимера полиэтилен-поливиниловый спирт (выпускается в продажу под названием EXCEVAL фирмой Kuraray) концентрацией 5 вес.% вводили на частицы катализатора посредством двухкомпонентной распылительной форсунки (модель 970/0 S75 марки Schlick с накладкой для жидкости внутренним диаметром 1 мм) при расходе раствора 7 г/мин и относительном давлении сжатого воздуха (относительное давление распыления) 0,6·105 Па.
Вода непрерывно испаряется, что ведет к образованию полимерного слоя на поверхности частиц катализатора.
После полного введения жидкости катализатор дополнительно перемешивают еще 5 минут, затем охлаждают до температуры окружающей среды.
В результате получен сравнительный катализатор J, частицы которого покрыты слоем сополимера полиэтилен-поливиниловый спирт.
Обследование 10 зерен в сканирующий электронный микроскоп высокого разрешения при увеличении X200 позволило установить, что однородность толщины слоя равна 61% (способ измерения описан ниже), а также что средняя толщина слоя равна 6,0 мкм. Анализ на CO (способ измерения описан ниже) показывает выделение 18 ppm CO в воздух.
Пример 9 (сравнительный)
2 кг катализатора G помещали в полностью перфорированный барабан из нержавеющей стали объемом 18 литров (полезный объем 5л), вращающийся со скоростью 22 об/мин, через всю поверхность которого протекает поток горячего воздуха с расходом 160 м3/ч при 90°C. Для сравнения на частицы распыляли воду, не содержащую полимера, с помощью двухкомпонентной распылительной форсунки, способом, описываемым ниже. Поток горячего воздуха течет параллельно распылительной струе в том же направлении (нисходящий поток).
800 г воды вводили на частицы катализатора посредством двухкомпонентной распылительной форсунки (модель 970/0 S75 марки Schlick с накладкой для жидкости внутренним диаметром 1 мм) при расходе раствора 10 г/мин и относительном давлении сжатого воздуха (относительное давление распыления) 1,2·105 Па.
После полного введения жидкости катализатор дополнительно перемешивают еще 5 минут, затем охлаждают до температуры окружающей среды.
В результате получен сравнительный катализатор K.
Анализ на CO (способ измерения описан ниже) показывает выделение 128 ppm CO в воздух.
Свойства адсорбентов и катализаторов A-K, описанных выше в примерах, оценивали, определяя однородность толщины слоя. Измерение VOC проводилось дополнительно только для адсорбентов A-F. Равным образом, анализ на CO был осуществлен только для катализаторов G-K. Ниже описываются методы измерения.
Однородность толщины защитной оболочки и средняя толщина слоя
Этот параметр характеризует однородность и, тем самым, качество полимерного слоя, осажденного на поверхность зерна адсорбента.
Чтобы получить репрезентативный образец, анализируемый продукт делят последовательно несколько раз случайным образом, используя, например, рифленый делитель, до получения около двадцати зерен для анализа. Первая подготовка состоит в аккуратном разрезании или разломе каждого зерна, что позволило бы обследовать зерно в разрезе в микроскоп. Для зерен типа экструдатов достаточно охлаждения жидким азотом с последующим разломом зерна вручную обычно, чтобы получить аккуратный разрез. Для зерен других форм можно, например, использовать режущий инструмент, обычный в микроскопии, такой как микротом. Из разломанных зерен случайным образом выбирают 10 зерен, следя за тем, чтобы отбросить зерна, которые не были разрезаны/разломаны очень чисто. Важно также отметить, что в случае слипания некоторых зерен друг с другом их не учитывали для измерения.
Эти 10 зерен вводят для анализа в сканирующий электронный микроскоп, чтобы можно было наблюдать плоскость разреза. Для каждого зерна случайным образом выбирают участок внешнего периметра плоскости разреза/разлома зерна с полной длиной минимум 900 мкм. Увеличение и четкость изображения должны быть достаточными, чтобы можно было измерить толщину полимерного слоя в пределах погрешности менее 5%. Первую точку измерения выбирают на краю зоны наблюдения. В этой точке с высокой точностью измеряют толщину E1 оболочки. Затем отмеряют длину 60 мкм вдоль периметра зерна, и снова измеряют толщину E2 в этом месте. Этот шаг повторяют, проводя 15-20 измерений толщины на том же зерне. Исходя из этого списка результатов измерений толщины, рассчитывают однородность толщины защитного слоя зерна следующим образом:
- Однородность, нормированная на зерно j (в %):
где 
Однородность HE толщины слоя образца определена как среднее значение однородностей Hj, измеренных на каждом из десяти зерен.
Среднюю толщину слоя на образце определяют как среднее значение толщин Ej, измеренных на каждом из десяти зерен.
Выделение VOC (летучих органических соединений) при низкой температуре
Отвешивали 25 г образца катализатора или адсорбента и помещали в герметичный сосуд емкостью 1л, снабженной диафрагмой. Затем сосуд помещали в термостатированный сушильный шкаф при 120°C на 24ч. Через 24ч сосуд извлекали и оставляли остывать до температуры окружающей среды. Затем проводили анализ газа, содержащегося в сосуде, на летучие органические соединения (или VOC) путем отбора через диафрагму. Анализ газа можно осуществить, например, с помощью анализатора, использующего фотоионизационное детектирование (PID), такого как MiniRAE Lite, выпускаемого фирмой RAE systems, который напрямую выдает результат в виде суммарного содержания VOC в ppm.
Выделение CO (моноксид углерода) при низкой температуре
Отвешивали образец катализатора весом 90 г и помещали в сосуд емкостью 200 мл на воздухе, затем сосуд герметично закрывали пробкой, снабженной диафрагмой. Затем сосуд помещали в термостатированный сушильный шкаф при 45°C на 2 дня (48ч). Через 48 ч проводили анализ газа, содержащегося в сосуде, на моноксид углерода (CO) путем отбора через диафрагму. Измерение содержания моноксида углерода обычно осуществляют с помощью газоанализатора с селективным датчиком CO, таким, например, как модель 317-3 марки Testo, который напрямую выдает результат в ppm CO.
Для каждого адсорбента A-F определяли однородность толщины защитной оболочки и выделение VOC сразу после получения адсорбента.
Для каждого катализатора G-K определяли однородность толщины защитной оболочки и выделение CO сразу после получения катализатора.
Полученные результаты приведены в таблицах 1 и 2 ниже.
Таблица 1
(ppm)
(%)
(сравнительный)
Таблица 2
(ppm)
(%)
(сравнительный)
(сравнительный)
(сравнительный)
Представленные выше результаты демонстрируют, что способ согласно изобретению, сочетающий применение технологии, согласно которой через частицы пропускают газовый поток и распыление пленкообразующего полимера проводят под давлением распыления, какое указано в заявке, позволяет получить лучшие результаты в отношении снижения выделений нежелательных газов.
Кроме того, этот способ позволяет получить более однородный тонкий защитный слой на поверхности частиц.
Объектом настоящего изобретения является способ уменьшения выделений газов из пористого материала в виде частиц, содержащих неорганическую пористую основу и в суммарном содержании по меньшей мере 0,1 вес.% от общего веса указанных частиц одного или нескольких соединений, выбранных из органических соединений, галогенированных соединений, борсодержащих соединений и фосфорсодержащих соединений. Частицы приводят в движение в потоке проходящего через них горячего газа, и на движущиеся частицы распыляют жидкую композицию, содержащую один или несколько пленкообразующих полимеров, с помощью двухкомпонентной распылительной форсунки, в которой жидкая композиция смешивается с газом под давлением, при относительном давлении распыления, которое соответствует разнице давлений между давлением газа внутри форсунки и атмосферным давлением больше или равном 0,7⋅105 Па до получения на поверхности указанных частиц защитного слоя, содержащего указанные один или несколько пленкообразующих полимеров и имеющего среднюю толщину меньше или равную 20 мкм. Объектом настоящего изобретения является также материал в виде пористых частиц для использования в качестве катализатора или адсорбента, покрытых защитным слоем, который может быть получен этим способом. Причем указанный пленкообразующий полимер или полимеры составляют от 0,1 до 4 вес.% от общего веса частиц и выбраны из: гомо- и сополимеров винилового спирта; полиэтиленгликолей; коллагена; полиэтилентерефталатов; полиэтиленнафталатов; полиамидов; полисахаридов; поливинилхлоридов; поливинилиденхлоридов; полиакрилонитрилов; полиакрилатных смол; сополимеров, в которых по меньшей мере один из мономеров является мономером акрилатного типа; и их смесей. Технический результат - снижение потенциального выделения газа из пористых материалов в виде частиц, содержащих органические соединения, галогенированные соединения, борсодержащие соединения и/или фосфорсодержащие соединения. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 2 табл., 9 пр.
1. Способ уменьшения выделений газа из пористого материала в виде частиц, содержащих неорганическую пористую основу и в суммарном содержании по меньшей мере 0,1 вес.% от общего веса указанных частиц, одного или нескольких соединений, выбранных из органических соединений, галогенированных соединений, борсодержащих соединений и фосфорсодержащих соединений, согласно которому частицы приводят в движение в пропускаемом через них потоке горячего газа, и на движущиеся частицы распыляют жидкую композицию, содержащую один или несколько пленкообразующих полимеров, с помощью двухкомпонентной распылительной форсунки, в которой жидкую композицию смешивают с газом под давлением, при относительном давлении распыления, которое соответствует разнице давлений между давлением газа внутри форсунки и атмосферным давлением, составляющем более или равно 0,7⋅105 Па, до получения на поверхности указанных частиц защитного слоя, содержащего указанные один или несколько пленкообразующих полимеров и имеющего среднюю толщину меньше или равную 20 мкм.
2. Способ по предыдущему пункту, отличающийся тем, что относительное давление распыления составляет от 0,7⋅105 до 4⋅105 Па, более предпочтительно от 1,2⋅105 до 3⋅105 Па, еще более предпочтительно от 1,5⋅105 до 2,5⋅105 Па и еще лучше от 1,7⋅105 до 2,3⋅105 Па.
3. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что жидкая композиция представляет собой раствор или дисперсию пленкообразующего полимера или полимеров в растворителе и предпочтительно содержит от 0,1 до 50 вес.% пленкообразующего полимера, более предпочтительно от 0,5 до 25 вес.% и еще более предпочтительно от 1 до 10 вес.% пленкообразующего полимера, от полного веса композиции.
4. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что его осуществляют в барабане с перфорированной поверхностью, в котором частицы приводятся в движение, причем через указанный барабан с перфорированной поверхностью непрерывно течет поток горячего газа.
5. Способ по предыдущему пункту, отличающийся тем, что его осуществляют в барабане с перфорированной поверхностью, работающем в непрерывном режиме.
6. Способ по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что его осуществляют, создавая псевдоожиженный слой частиц с помощью потока горячего газа.
7. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что газовый поток, проходящий через частицы, имеет температуру в интервале от 30°C до 150°C, предпочтительно от 50°C до 100°C.
8. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что расход газового потока составляет от 5 до 100 м3 в час на килограмм катализатора.
9. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что защитный слой содержит от 50 до 100 вес.% одного или нескольких пленкообразующих полимеров, предпочтительно защитный слой полностью состоит из одного или нескольких пленкообразующих полимеров.
10. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанный пленкообразующий полимер или полимеры выбраны из:
- гомо- и сополимеров винилового спирта, таких как
- поливиниловые спирты,
- сополимеры, образованные из мономеров виниловый спирт и олефин(ы), такие, как сополимеры винилового спирта и этилена (сополимеры EVOH), и
- частично гидролизованные сополимеры винилового спирта, то есть содержащие также негидролизованные звенья винилацетата;
- полиэтиленгликолей;
- коллагена;
- полиэтилентерефталатов (PET);
- полиэтиленнафталатов (PEN);
- полиамидов;
- полисахаридов, в частности, целлюлозных полимеров и их производных (в том числе, в частности, C1-C4 алкилцеллюлоза и, более конкретно, метилцеллюлоза), и крахмалов, возможно модифицированных;
- поливинилхлоридов (PVC);
- поливинилиденхлоридов (PVDC);
- полиакрилонитрилов (PAN);
- полиакрилатных смол, таких, в частности, как полиметилакрилаты;
- сополимеров, у которых по меньшей мере один из мономеров является мономером акрилатного типа;
- и их смесей,
причем предпочтительно выбирать пленкообразующий полимер из поливиниловых спиртов и сополимеров винилового спирта и олефина(ов), более предпочтительно из сополимеров винилового спирта и этилена (сополимеры EVOH).
11. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что средняя толщина защитного слоя составляет от 0,1 до 10 мкм, предпочтительно от 0,5 до 10 мкм и еще лучше от 2 до 8 мкм.
12. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что общее полное количество используемого пленкообразующего полимера составляет от 0,1 до 4 вес.%, предпочтительно от 0,5 до 4 вес.% и еще более предпочтительно от 1 до 3 вес.%, от общего веса исходных частиц.
13. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что пористый материал в виде частиц выбран из катализаторов, содержащих подложку из тугоплавкого оксида, на которую осажден по меньшей мере один металл или соединение металла.
14. Способ по предыдущему пункту, отличающийся тем, что катализатор содержит по меньшей мере один металл, выбранный из металлов группы VIII и металлов группы VIB Периодической системы элементов, и/или по меньшей мере одно неорганическое соединение такого металла.
15. Способ по любому из пп. 1-12, отличающийся тем, что пористый материал в виде частиц выбран из адсорбентов, содержащих один или несколько пористых материалов, выбранных из активированного угля, цеолитов (или молекулярных сит), оксидов алюминия, силикагелей и активированных глин, которые могут дополнительно содержать металлы, такие, например, как металлы групп VIIIB, IB, IIB Периодической системы элементов, или соединения таких металлов.
16. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что частицы содержат одно или несколько органических соединений, которые предпочтительно содержат от 1 до 15 атомов углерода, более предпочтительно от 2 до 10 атомов углерода, причем эти соединения могут дополнительно содержать один или несколько гетероатомов, выбранных из кислорода, азота и серы.
17. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что органические, галогенированные, борсодержащие и/или фосфорсодержащие соединения присутствуют в суммарном содержании от 0,1 до 20 вес.%, предпочтительно от 0,5 до 15 вес.%, более предпочтительно от 1 до 10 вес.% и еще лучше от 1,5 до 5 вес.%, от полного веса указанных частиц.
18. Пористый материал для использования в качестве катализатора или адсорбента, в виде частиц, содержащих неорганическую пористую основу и в суммарном содержании по меньшей мере 0,1 вес.% от общего веса указанных частиц, одного или нескольких соединений, выбранных из органических соединений, галогенированных соединений, борсодержащих соединений и фосфорсодержащих соединений, указанные частицы покрыты защитным слоем, содержащим один или несколько пленкообразующих полимеров, который может быть получен способом по одному из предыдущих пунктов, причем указанный пленкообразующий полимер или полимеры составляют от 0,1 до 4 вес.% от общего веса частиц и выбраны из:
- гомо- и сополимеров винилового спирта;
- полиэтиленгликолей;
- коллагена;
- полиэтилентерефталатов;
- полиэтиленнафталатов;
- полиамидов;
- полисахаридов;
- поливинилхлоридов;
- поливинилиденхлоридов;
- полиакрилонитрилов;
- полиакрилатных смол;
- сополимеров, в которых по меньшей мере один из мономеров является мономером акрилатного типа;
- и их смесей.
19. Пористый материал по п. 18, отличающийся тем, что однородность толщины слоя на частицах больше или равна 65%, более предпочтительно больше или равна 70%.
| Сырьевая смесь для получения теплоизоляционного строительного материала | 1980 |
|
SU897748A1 |
| US 4476804 A1, 16.10.1984 | |||
| СПОСОБ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ СЕКТОРОВ ПРИ СВАРКЕ ОТВОДОВ ТРУБ | 2021 |
|
RU2781262C1 |
| СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЧАСТИЦ ЗАЩИЩЕННОГО КАТАЛИЗАТОРА С ПОМОЩЬЮ РАСПЛАВЛЕННОГО ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА | 2010 |
|
RU2528424C2 |
