2. Получение гранул катализаторов и носителей (формование).

Наиболее распространенным методом формования катализаторов – придания их гранулам заданной формы – является экструзия. Таким способом получают гранулы в виде цилиндров, колец, блоков с микроканалами. Менее часто для получения гранул таких форм используют таблетирование (из-за дороговизны этого метода). Еще реже (из-за специфичности) применяют методы жидкостного формования и закатывания. Для приготовления катализаторов для процессов, проводимых в псевдоожиженном слое катализатора, часто используют метод распылительной сушки.

При приготовлении катализаторов и носителей с помощью экструзии используют массу, состоящую из твердой фазы (30 – 70 мас.%) и пластификаторов либо пептизаторов. Свойства получаемых таким образом масс можно регулировать оптимизацией их влажности, введением в их состав различных добавок – электролитов, поверхностно-активных веществ – и механической обработкой. Добавлением материалов с различными структурно механическими свойствами можно, кроме формуемости, изменять пористую структуру, а, следовательно, и прочность катализаторов.

Таким образом, метод экструзии включает получение исходного материала с требуемым составом и пористой структурой, который затем измельчают (обычно до размеров, сравнимых с размерами транспортных пор), добавляют связующие, экструдируют, сушат и прокаливают.

При таблетировании порошков их смачивают и смешивают с добавками, которые понижают эрозионные свойства массы. Таким добавками могут быть, например, графит, стеариновая кислота или ее аммонийная соль. При последующей прокалке эти добавки выжигаются из таблеток, в результате чего образуется система транспортных пор. Понятно, что поскольку добавки влияют на пористую структуру катализатора, они влияют и на его прочностные свойства. Кроме того, при выжигании добавок возможно дополнительное окисление или восстановление основного активного компонента катализатора.

Методы жидкостного формования и закатки позволяют получать гранулы сферической формы. Первый из этих методов основан на том, что золь формуемого катализатора или носителя каплей требуемого размера подается в вертикальную колонну, заполненную двумя несмешивающимися жидкостями – в верхней части обычно находится углеводород (или их смесь), в котором капля приобретает сферическую форму, в нижней -коагулятор, в котором капля упрочняется. Затем упрочненные предшественники подвергаются термической обработке. Очевидно, что технология такого формования включает время пребывания частиц в каждой из фаз, а свойства полученных из них гранул - временем пребывания в нижней части колонны и свойствами коагулятора.

Метод распылительной сушки аналогичен методу жидкостного формования с той лишь разницей, что формование частицы происходит в горячем газе.

Получение гранул методом закатывания (или окатывания) технологически состоит в том, что на наклонную поверхность вращающейся тарелки, покрытую формуемым порошком, капают связующим. По мере вращения капля связующего вбирает в себя частицы порошка и по мере укрупнения (увеличения веса) падает с тарелки. Затем полученный таким образом предшественник подвергается термообработке (сушке, прокалке).