急冷Ni－Al合金粉末催化劑的製備的製作方法
2023-09-13 14:39:15
專利名稱：急冷Ni－Al合金粉末催化劑的製備的製作方法
技術領域：
本發明涉及催化劑的製備，特別提供了一種採用先進的超聲霧化技術，製備高性能的急冷Ni-Al合金粉末催化劑技術。
Ni-Al合金催化劑在工業催化劑中佔有很重要的地位，廣泛應用於石油化工、化纖、製藥等行業，用量大、用途廣。然而目前國際上仍沿用傳統的工藝製備Ni-Al合金催化劑，存在五大避端(1)傳統工藝製備Ni-Al合金催化劑採用冶煉-鑄錠-破碎-球磨-篩分工藝，工序複雜。冶煉和鑄錠，帶來不可避免的合金催化劑成份和助劑的偏析，不能充分發揮各組元的作用。
(2)受傳統工藝中只有經過合金錠″破碎″才能″球磨成粉″的限制，Ni-Al合金催化劑幾十年的研究，其Ni-Al合金成份，只能在Ni50Al50的脆性合金的狹窄範圍內轉來轉去(韌性合金很難破碎和球磨)；所以難以擴展和選擇最佳成份。
(3)傳統工藝採用的″破碎″和″球磨″，也限制了易燃、易氧化以及活性元素助劑的使用，從而限制了合金催化劑性能的進一步提高。
(4)按傳統工藝，在合金煉成並鑄錠之後，仍然需要″破碎＂和″球磨″兩道工序，這非但″耗時費工″，而且造成″環境汙染″。
(5)傳統工藝採用的″球磨″，難以控制合金催化劑的″粒度範圍＂，而經過＂風選″或″過篩″之後，很細的部分粉末又無法使用和回收，造成浪費和汙染。
可見，傳統工藝製備的Ni-Al合金催化劑遠遠不能滿足國民經濟日益發展的需要，迫切需要研製新型的合金催化劑取而代之。近些年來用快淬製備條帶再研磨成粉的急冷Ni-Al合金粉末催化劑屢有報導，急冷Ni-Al的催化性能較傳統產品大有提高，可是其生產遠遠沒有脫離傳統模式，製備成本較傳統方法大大提高，因而一直不能投入生產。
本發明的目的在於提供一種急冷Ni-Al合金粉末催化劑的製備，其催化劑產品的成份範圍寬，催化性能大幅提高，且其生產周期大為縮短，生產成本低。
本發明提供了一種急冷Ni-Al合金粉末催化劑的製備，合金中的Ni佔30～55％wt，餘量的Al，其特徵在於採用超聲氣體霧化手段製備Ni-Al合金催化劑，工藝參數為
噴射溫度1400～1500℃；氣源空氣；氣體壓力20～80atm。
Ni-Al中還可加入Cr、Fe、Ti、Co、Nb、Cu、Si、Pd、Pt及稀土元素作助劑，加入量為0.01～1.5％wt。
採用超聲霧化手段製備的Ni-Al合金粉形狀為準球型是較為理想的催化劑形狀，較之快淬條帶再研磨成粉的相同成份的催化劑性能又有提高。一般情況下，超聲氣體霧化方法製備合金粉末多採用N2、Ar、He作為氣源，即使用氣體循環裝置也需定期補加N2、Ar、He，生產成本很高。眾所周知，採用空氣作為氣源，只需增加一個空氣壓縮機即可，經濟方便，但是將空氣用作活性合金粉的氣源由於其可能會引起爆炸，在以往的經驗中是被禁止的，本發明則克服了這一技術偏見，從而使生產成本大幅降低，實現了急冷Ni-Al合金催化劑工業化生產。總之，在本發明中①熔融的合金一步成粉，提高了產品質量，且避免了環境汙染；②拓寬了骨架鎳型及其他合金催化劑的成份範圍，可研製和開發出新的合金催化劑；③由於採用空氣作為氣源，從而成本大幅降低。下面通過實施例詳述本發明。
實施例1將Ni、Al按比例裝入超聲氣體霧化設備和加熱爐內加熱，熔煉噴射溫度為1450±20℃，噴射壓力為40～20atm，製備出成份為Ni 47.5％wt,Al 52.5％wt合金粉末催化劑，粉末粒度在10～80μm之間者大於85％。用於環丁烯碸加氫反應，比活性較傳統工藝生產的同成分Ni-Al催化劑提高10％。
實施例2將Ni、Al、Cr、Fe按比例裝入超聲氣體霧化設備和加熱爐內加熱，熔煉噴射溫度為1480±20℃，噴射壓力為60～40atm，製備出成份為Ni 49％wt,Al 49.5％wt,Cr 1.0％wt,Fe 0.5％wt，合金粉末催化劑，粉末粒度在10～50μm之間者大於80％。用於己二腈加氫反應，比活性較傳統工藝生產的同成分Ni-Al催化劑提高20％。
實施例3將Ni、Al按比例裝入超聲氣體霧化設備和加熱爐內加熱，熔煉噴射溫度為1400±20℃，噴射壓力為50～30atm，製備出成份為Ni 30％ wt,Al 70％ wt合金粉末催化劑，粉末粒度在10～80μm之間者大於85％。用於環丁烯碸加氫反應，比活性較傳統工藝生產的Ni 49,Al 49.5,Cr 1.0,Fe 0.5提高25％。
實施例4將Ni、Al、Ti按比例裝入超聲氣體霧化設備和加熱爐內加熱，熔煉噴射溫度為1480±20℃，噴射壓力為70～50atm，製備出成份為Ni 49.7％wt,Al 50％ wt,Ti 0.3％wt，合金粉末催化劑，粉末粒度在10～50μm之間者大於80％。
權利要求
1．一種急冷Ni-Al合金粉末催化劑的製備，合金中的Ni佔30～55％wt，餘量的Al，其特徵在於採用超聲氣體霧化手段製備Ni-Al合金催化劑，工藝參數為噴射溫度1400～1500℃；氣源空氣；氣體壓力20～80atm。
2．按照權利要求1所述急冷Ni-Al合金粉末催化劑的製備，其特徵在於Ni-Al中加入Cr、Fe、Ti、Co、Nb、Cu、Si、Pd、Pt及稀土元素作助劑，加入量為0.01～1.5％wt。
全文摘要
本發明提供了一種急冷Ni－Al合金粉末催化劑的製備,合金中的Ni佔30～55%wt,餘量的Al,其特徵在於採用超聲氣體霧化手段製備Ni－Al合金催化劑,工藝參數為:噴射溫度:1400～1500℃;氣源:空氣;氣體壓力:20～80atm。在本發明中①熔融的合金一步成粉,提高了產品質量,且避免了環境汙染;②拓寬了骨架鎳型及其他合金催化劑的成分範圍,可研製和開發出新的合金催化劑;③由於採用空氣作為氣源,從而成本大幅降低。
文檔編號B01J23/76GK1213595SQ9711704
公開日1999年4月14日 申請日期1997年10月5日 優先權日1997年10月5日
發明者張海峰, 宋啟洪, 丁炳哲, 常新春, 侯萬良, 郝雲彥, 劉佔發 申請人:中國科學院金屬研究所