Ποιες είναι οι Εφαρμογές της Αλουμίνας στην Κατάλυση
Η λειτουργία της αλουμίνας στον τομέα της κατάλυσης είναι ποικίλη και η εφαρμογή της ως φορέας στη βιομηχανική κατάλυση είναι η πιο εκτεταμένη. Επιπλέον, ορισμένες αλουμίνες μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως καταλύτες. Όσον αφορά ορισμένους ένυδρους αλουμίνας που χρησιμοποιούνται ως συνδετικά για τον σχηματισμό καταλυτών ή φορέων, επεκτείνονται περαιτέρω στην εφαρμογή τους ως υλικά καταλύτη αλουμίνας μετά από φρύξη σε υψηλή{{2} θερμοκρασία.
1. Αλουμίνα ως φορέας καταλύτη
Η αλουμίνα χρησιμοποιείται ευρέως ως φορέας καταλύτη σε τομείς όπως η διύλιση, τα λιπάσματα και τα πετροχημικά.
(1) Φορέας καταλύτη διύλισης
Οι καταλύτες διύλισης περιλαμβάνουν κυρίως καταλυτικούς καταλύτες πυρόλυσης, καταλύτες καταλυτικής αναμόρφωσης, παράγοντες υδρολίσθησης, καταλύτες υδροπυρόλυσης, καταλύτες προεπεξεργασίας αναμόρφωσης, καταλύτες αλκυλίωσης, καταλύτες στοίβαξης ολεφινών, καταλύτες αργύρου οξειδίου του αιθυλενίου, κ.λπ. φορέας, ως επί το πλείστον σφαιρικό, επίμηκες και σε σχήμα τριφυλλιού-. Οι φορείς καταλύτη υδρογόνωσης χρησιμοποιούν ως επί το πλείστον -αλουμίνα, κατασκευασμένη σε φύλλα, σφαίρες, επιμήκη σχήματα και σχήματα τριφυλλιού, με μικρή ποσότητα SiO που προστίθεται για τη βελτίωση της θερμικής σταθερότητας. Τα τελευταία χρόνια, τόσο η εγχώρια όσο και η ξένη αγορά έχουν εισαγάγει -αλουμίνα που περιέχει TiO ως φορείς για καταλύτες υδρολίσθησης. Οι καταλύτες αιθυλενοξειδίου του αργύρου χρησιμοποιούν -Al2O3 ως φορείς. Η αλουμίνα χρησιμοποιείται επίσης εν μέρει στην καταλυτική πυρόλυση.
(2) Φορείς καταλύτη λιπασμάτων
Οι καταλύτες λιπασμάτων αντιπροσωπεύουν τη μεγαλύτερη ποσότητα στους χημικούς καταλύτες. Οι καταλύτες μετατροπής θερμοκρασίας-με ανεκτικότητα σε θείο-καταναλώνουν τους περισσότερους φορείς αλουμίνας, όλοι χρησιμοποιούν -Al2O3 ως φορείς, κυρίως σε σφαιρικές και επιμήκεις μορφές με μεγάλες δυνατότητες αγοράς. Οι καταλύτες μεθανοποίησης χρησιμοποιούν φύλλο ή σφαιρικό y-A103 ως φορείς. Στους καταλύτες μετατροπής ατμού υδρογονανθράκων, η μετατροπή αέριων υδρογονανθράκων χρησιμοποιεί ως επί το πλείστον το -Al2O3 ως φορείς. Οι καταλύτες χαμηλής-μετατροπής θερμοκρασίας, σύνθεσης μεθανόλης και σύνθεσης αλκοόλ-χρησιμοποιούν κυρίως CuO·ZnO·Al0 ως κύριο συστατικό.
(3) Φορείς πετροχημικών καταλυτών
Η αποαλκυλίωση τολουολίου σε βενζόλιο χρησιμοποιεί επιμήκη -Al2O3 φορτωμένο με Cr2O3. Αφυδάτωση αιθανόλης σε αιθυλένιο, αφυδάτωση γλυκόλης σε γλυκόλη, συχνά χρησιμοποιεί σφαιρικό ή επίμηκες -Al2O3, με μικρές ποσότητες πρόσθετων ως καταλύτες. Υπάρχουν πολλές ποικιλίες καταλυτών υδρογόνωσης, όπως υδρογόνωση βενζολικής φαινόλης σε κυκλοεξανόλη, υδρογόνωση βενζολίου σε κυκλοεξάνιο με χρήση φορέων νικελίου -Al2O3 και -AL2O που χρησιμοποιείται για την αποθείωση των αναμορφωτικών καταλυτών. Η υδρογόνωση σε αέρια φάση C2 χρησιμοποιεί το θ–Al2O3 ως φορέα και η υδρογόνωση υγρής φάσης C3 χρησιμοποιεί το δ-Al2O3 ως φορέα. Το Al2O3 είναι το κύριο συστατικό της υδρόλυσης COS στον καθαρισμό συνθετικών αερίων. Οι παράγοντες αποχλωρίωσης χρησιμοποιούν επίσης το -Al2O3 ως κύριο συστατικό.
2.Αλουμίνα ως καταλύτης
Οι καταλύτες που περιέχουν αλουμίνα χρησιμοποιούνται κυρίως ως φορείς με διάφορα ενεργά συστατικά. Υπάρχει επίσης μια κατηγορία καταλυτών που χρησιμοποιούν απευθείας την αλουμίνα ως καταλύτη ή παρασκευάζουν καταλύτες μικτών οξειδίων συνδυάζοντας την αλουμίνα με άλλα οξείδια. Οι καταλύτες ανάκτησης θείου Claus, οι καταλύτες αφυδάτωσης αιθανόλης, η αφυδάτωση μεθανόλης σε διμεθυλαιθέρα, η αμίνωση αιθανόλης και οι καταλύτες εστεροποίησης είναι τυπικά παραδείγματα του -Al2O3 που χρησιμοποιείται απευθείας ως καταλύτες. Τα A10 και AL0 μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως καταλύτες για τη μεταφορά διπλού δεσμού ολεφίνης. Το Al2O3 μπορεί επίσης να συντεθεί με άλλα οξείδια για την παρασκευή καταλυτών μικτών οξειδίων για μικτή χρήση.
3 Αλουμίνα ως συνδετικό υλικό
Κατά τον σχηματισμό καταλυτών ή φορέων καταλύτη, είναι συχνά απαραίτητο να προστεθούν συνδετικά ως βοηθήματα σχηματισμού. Ορισμένα υδροξείδια, ειδικά ο ψευδο-βοεμίτης, μπορούν να δράσουν ως εξαιρετικά συνδετικά για να δεσμεύσουν τα δικά τους σωματίδια που είναι δύσκολο να σχηματιστούν αλλά κατάλληλα ως καταλύτες ή για να δεσμεύσουν άλλα σωματίδια καταλύτη που δεν είναι κατάλληλα για καθίζηση στον φορέα. Όταν η αλουμίνα χρησιμοποιείται ως συνδετικό, όχι μόνο βελτιώνει την αντοχή του καταλυτικού υλικού αλλά επίσης το πορώδες και η καλή αντίσταση στη θερμότητα μπορούν να προσαρμόσουν τη δομή των πόρων και την αντίσταση στη θερμότητα του καταλύτη και να προσαρμοστούν σε υψηλότερες θερμοκρασίες αναγέννησης. Επιπλέον, η αλουμίνα έχει επίσης καλή αντοχή στο νερό, έτσι ο καταλύτης δεν θα σπάσει ή θα αποσυντεθεί ακόμα κι αν είναι υγρός ή υγρός.