制备氧化的几何成型体的方法技术

本发明专利技术涉及一种制备氧化的几何成型体的方法，其包括将已引入模具的填充室内的粉末状粒料机械压实以得到一种几何预成型体的步骤，以及对所述几何预成型体进行热处理的步骤，在热处理过程中所述几何预成型体的成分分解或反应，同时产生气体组分，所述粉末状粒料包含金属氧化物或金属氧化物前体如硝酸盐或铵盐，且与模具孔接触的模具材料为由８０重量％或以上的ＷＣ和５重量％或以上的镍构成的硬质合金。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种，其包括将引入模具的填充室内的 粉末状粒料机械压实以得到一种几何预成型体，所述粉末状粒料由包含至少一种可通过在 ^ 100°c的温度热处理转化为金属氧化物的金属化合物、或至少一种金属氧化物、或至少一 种金属氧化物和至少一种所述金属化合物的成分构成，前提是所述粉末状粒料的至少一种 成分为硝酸盐、铵盐或硝酸铵，其中所述填充室设置于自顶向下穿过模具材料并具有竖直 的孔轴线B的模具孔内，并且至少由如下部分界定-所述模具孔的内壁，-沿所述孔轴线B从下方引入模具孔从而可升高和降低的下部冲头的上端面，引 入所述填充室的粉末状粒料停留于其上，和-可沿所述孔轴线B升高和降低的上部冲头的下端面，其设置于所述下部冲头的 上端面上方沿所述孔轴线B的轴向起始距离A处，所述上部冲头的下端面从上方与引入所 述填充室的粉末状粒料接触，上述过程通过以下方式进行降低上部冲头、同时维持下部冲头的位置或另外升 高下部冲头来将两个端面的轴向起始距离A沿孔轴线B减小至为压实预先设定的轴向终止 距离E，压实完成后，从形成的几何预成型体上升高上部冲头并通过升高下部冲头从模具孔 中移出所述几何预成型体，随后在> 100°C的温度对所述几何预成型体进行热处理，其中使所述几何预成型 体的至少部分成分分解和/或化学转化而形成至少一种气态化合物，并形成所述氧化的几 何成型体。使用类似于本文开始部分详细描述的方法是已知 的(参见，例如 EP-A 184790、US 2005/(^639 和 JP-A 10/29097)。常使用所述方法由金属氧化物和/或通过加热(热处理)(至少通过在气态分子 氧和/或释放气态氧的组分存在下热处理)转化为金属氧化物的那些金属化合物(例如 盐)的粉末状混合物(粒料)产生几何(例如圆柱形或环柱形(或简称为“环形”))预成 型体，其在随后的热处理(通常在> 100°c的温度下)后可用作催化剂(在此情况下称为未 负载催化剂)，或作为成型载体(也简称为“载体”)用于催化活性组合物(例如用于(例 如环形)包覆型催化剂(包含施于成型载体的外表面的催化活性组合物)或用于(例如环 形)浸渍催化剂(催化活性组合物(例如通过浸渍)引入成型载体内部))。术语“氧化成 型体”表示所述成型体包含至少一种金属氧化物、通常是至少一种多金属氧化物(除了氧， 其包含至少两种不同的金属；本文中所述金属中还应包括半金属如磷、锑、砷和硅)。除了术语“浸渍催化剂”，还常使用术语“负载催化剂”。在此情况下催化活性组合 物常为多金属氧化物。以此方式制备的催化剂几何成型体用于例如装入(如果合适用惰性 成型体稀释)带有催化剂固定床的管束反应器的反应器管内部。可用于稀释的惰性成型体 包括几何(例如环形)载体。这种催化剂固定床适于进行多相催化气相反应(例如有机化 合物的部分氧化)等。使合适的反应气体混合物流过催化剂固定床，并在催化剂表面的停留时间内进行需要的反应。通过机械压实粉末状粒料得到的几何成型体的缺陷经常为形成的几何成 型体中的粉末颗粒的聚集实际上不是通过分子内化学键实现，而是通过颗粒间残键 (residualinterparticulate bonds)实现。尽管压实操作中颗粒变形和破碎操作一般会导 致颗粒间总接触面积增加，但通过压实产生的分子间结合力的量级比较有限。根据本申请人的深入研究，上述事实与通过本文开始部分的方法制备的氧化的几 何成型体及其几何预成型体尤其相关。由于在压实引入所述模具的填充室中的粉末状粒料 过程中施加的压力实际上以三维方式作用于粉末状粒料内的所有侧面，在制备几何预成型 体的过程中不可避免的是其外表面挤压在模具孔内壁上。这种现象具有使几何预成型体的外表面在某种程度上附着于模具孔内壁的效果。 因此当通过升高下部冲头从模具孔中移出如所述形成的几何预成型体时，就必须克服由此 而造成的粘着摩擦力。当粘着摩擦力较大时，克服该摩擦力可导致在几何预成型体中形成 视觉上几乎不能感觉到的裂缝。随后对这种几何预成型体的热处理——在此过程中，所述 几何预成型体中另外释放出气体(通常，压实的材料包含在热处理过程中分解和/或受热 转化而形成气态物质的成分(例如成孔剂))——导致已存在于几何预成型体中的裂纹形 成一般十分明显地增加，并可能发展而导致破碎。在某些情况下，存在的裂纹形成(如所述 的，其通常几乎不可见)在填充例如反应管时和/或在进行催化气相反应过程中也会发展 而导致不想要的破碎。在很多情况下，几何预成型体的热处理直到在反应器内(例如在反 应管中)时才进行(例如通过使相应加热的气体穿过已装料的反应管)。但催化剂床中存 在的碎片会使催化剂床密实，并最终导致反应气体混合物流过时反应气体混合物的压降增 加。为降低上述问题可采取的一项反措施为，例如，在将氧化的几何成型体引入之前， 筛除其制备过程中形成的碎片(参见，例如US-B 7，147，011和德国申请102007028332. 8)。 在这种筛除过程中，那些之前只显示出明显的裂纹形成的氧化的几何成型体一般也会破 裂，因此在用筛余填充反应管过程中碎片形成一般较小。但这种方法的一个缺陷是用于工 业规模催化剂生产的原材料成本不能不考虑，这就是在筛除过程中穿过筛网的材料是一种 不能不考虑的材料损失的原因。为降低相关现有技术中描述的问题已采取的另一种反措施为，向待压实为几何预 成型体的粉末状粒料中添加细润滑剂(例如氮化硼和/或石墨，参见DE-A 102005037678 和德国申请102007003778. 5，以及这些文献中引用的现有技术)，以此方式来减小几何预 成型体的外表面和模具孔内壁的粘着摩擦力。但这种方法的一个缺陷是另外需要一种助 剂，其还可能对最终催化活性具有不利影响。作为另一种可行的反措施，使用一种模具，其模具孔具有极光滑表面。然而，尤其 当有待机械压实的粉末状粒料的至少一种成分为硝酸盐(例如，至少一种金属化合物可 为金属硝酸盐或金属硝酸盐水合物)、铵盐(例如，至少一种金属化合物可为铵盐(例如 四水合七钼酸铵)；应认识到加入粉末状粒料的成孔剂还可为铵盐，例如NH4HC03、NH4OH, (NH4) 2C03、NH4HSO4、(NH4) 2S04、NH4CHO2、NH4CH3(X)2和草酸铵)或硝酸铵时，发现上述措施并不 完全令人满意。相反，仔细研究表明，就所述待解决的问题而言，与模具孔接触的模具材料 起到决定性作用，特别是考虑到令人满意的方法应确保即使在较长的生产周期内氧化的几何成型体的产量高达每个模具每小时20000个或更高。因此，本专利申请提供一种，其包括将引入模具的 填充室内的粉末状粒料机械压实以得到一种几何预成型体，所述粉末状粒料由包含至少一 种可通过在> 100°c的温度热处理转化为金属氧化物的金属化合物、或至少一种金属氧化 物、或至少一种金属氧化物和至少一种所述金属化合物的成分构成，前提是所述粉末状粒 料的至少一种成分为硝酸盐、铵盐或硝酸铵，其中所述填充室设置于自顶向下穿过模具材 料并具有竖直的孔轴线B的模具孔内，并且至少由如下部分界定-所述模具孔的内壁，-沿所述孔轴线B从下方引入模具孔从而可升高和降低的下部冲头的上端面，引 入所述填充室的粉末状粒料停留于其上，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种制备氧化的几何成型体的方法，其包括将引入模具的填充室内的粉末状粒料机械压实以得到一种几何预成型体，所述粉末状粒料由包含至少一种可通过在≥１００℃的温度热处理转化为金属氧化物的金属化合物、或至少一种金属氧化物、或至少一种金属氧化物和至少一种所述金属化合物的成分构成，前提是所述粉末状粒料的至少一种成分为硝酸盐、铵盐或硝酸铵，其中所述填充室设置于自顶向下穿过模具材料并具有竖直的孔轴线Ｂ的模具孔内，并且至少由如下部分界定：－所述模具孔的内壁，－沿所述孔轴线Ｂ从下方引入模具孔从而可升高和降低的下部冲头的上端面，引入所述填充室的粉末状粒料停留于其上，和－可沿所述孔轴线Ｂ升高和降低的上部冲头的下端面，其设置于所述下部冲头的上端面上方沿所述孔轴线Ｂ的轴向起始距离Ａ处，所述上部冲头的下端面从上方与引入所述填充室的粉末状粒料接触，上述过程通过以下方式进行：降低上部冲头、同时维持下部冲头的位置或另外升高下部冲头来将两个端面的轴向起始距离Ａ沿孔轴线Ｂ减小至为压实预先设定的轴向终止距离Ｅ，压实完成后，从形成的几何预成型体上升高上部冲头并通过升高下部冲头从模具孔中移出所述几何预成型体，随后在≥１００℃的温度对所述几何预成型体进行热处理，其中使所述几何预成型体的至少部分成分分解和／或化学转化而形成至少一种气态化合物，并形成所述氧化的几何成型体，其中与模具孔接触的模具材料为硬质合金，其由≥８０重量％的硬质材料碳化钨和至少５重量％的金属粘合剂镍构成。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·伊哥，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：DE