造纸用固体催化剂的制造方法
主要指固体催化剂的制造。在催化剂工业中所用的原料包括周期表中列举的大部分元素
及其化合物,主要是涉及过渡元素及其化合物及硅、铝化合物等。此外,还有某些矿物,如
从钒钛磁铁矿制造五氧化二钒。原料经物理的、化学的加工,制成具有特定的化学组成、物理
结构以及一定尺寸、形状(圆柱形、球形、片形、环形、异形、无定形等)的颗粒,才具有特定
的催化性能。根据工业反应器不同结构和操作条件的要求,颗粒的当量直径由数十毫米至数
微米不等。均相催化剂(如含有金属离子的溶液)一般都在使用现场配制。
催化剂制造的主要特点是工艺和设备的多变性。催化剂的性能
(催化活性、催化剂选择性、
催化剂寿命等
)对用户的经济效益有重大的影响,因而各催化过程所用催化剂更换频繁,这
迫使催化剂制造工厂经常调整设备和工艺条件。目前,工业用催化剂有数百种,一些著名的
催化剂厂通常有十多条生产线,能制造数十种催化剂,大部分设备布置在钢结构的多层平
台上,以便于在制造工艺改变时调整各单元操作设备,或不同生产线的设备交叉组合。催化
剂制造工艺的多变性,是其他化工产品生产中少见的。制造催化剂所用设备的材质是重要的,
由于设备腐蚀污染物料
,往往会严重影响产品的质量,对制造过程要加以严格控制,以保证对
制造结果的重复性。
制造方法
制造催化剂的每一种方法,实际上都是由一系列的操作单元组合而成。为了
方便,人们把其中关键而具特色的操作单元的名称定为制造方法的名称。传统的方法有机械
混合法、沉淀法、浸渍法、溶液蒸干法、热熔融法、浸溶法(沥滤法)、离子交换法等,近十年
来发展的新方法有化学键合法、纤维化法等。
机械混合法
将两种以上的物质加入混合设备内混合。此法简单易行,例如转化-吸收型
脱硫剂的制造
,是将活性组分(如二氧化锰、氧化锌、碳酸锌)与少量粘结剂(如氧化镁、氧化
钙
)的粉料计量连续加入一个可调节转速和倾斜度的转盘中,同时喷入计量的水。粉料滚动
混合粘结
,形成均匀直径的球体,此球体再经干燥、焙烧即为成品。乙苯脱氢制苯乙烯的 Fe-Cr-
K-O 催化剂,是由氧化铁、铬酸钾等固体粉末混合压片成型、焙烧制成的。利用此法时应重视
粉料的粒度和物理性质。
沉淀法
此法用于制造要求分散度高并含有一种或多种金属氧化物的催化剂。在制造多
组分催化剂时,适宜的沉淀条件对于保证产物组成的均匀性和制造优质催化剂非常重要。通
常的方法是在一种或多种金属盐溶液中加入沉淀剂(如碳酸钠、氢氧化钙),经沉淀、洗涤、
过滤、干燥、成型、焙烧
(或活化),即得最终产品。如果在沉淀桶内放入不溶物质(如硅藻
土),使金属氧化物或碳酸盐附着在此不溶物质上沉淀,则称为附着沉淀法。沉淀法需要高
效的过滤洗涤设备,以节约水,避免漏料损失。
浸渍法
将具有高孔隙率的载体(如硅藻土、氧化铝、活性炭等)浸入含有一种或多种金
属离子的溶液中,保持一定的温度,溶液进入载体的孔隙中。将载体沥干,经干燥、煅烧,