nghiên cứu công nghệ chế tạo nhôm oxide hoạt tính

Nhôm oxit hoạt tính được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, đặc biệt trong công nghiệp dầu khí như: sử dụng làm chất hấp phụ trong quá trình chế biến khí thiên nhiên, chất mang xúc tác hoặc xúc tác trong quá trình chế biến các phân đoạn dầu mỏ và xúc tác cho phản ứng chuyển hoá hydrocacbon (cracking xúc tác, reforming, isome hóa, hydrotreating...). Hiện tại, toàn bộ lượng ôxit nhôm hoạt tính chất lượng cao để phục vụ cho nhu cầu trong nước phải nhập ngoại hoàn toàn. Về lâu dài, chúng ta cần chủ động trong việc cung cấp oxit nhôm hoạt tính làm chất mang, chất xúc tác, chất hấp phụ để tránh bị phụ thuộc vào các đối tác nước ngoài, giảm ngoại tệ nhập khẩu, đồng thời làm tăng giá trị nguồn nguyên liệu sẵn có trong nước.

TẬP ĐỒN CƠNG NGHIỆP HỐ CHẤT VIỆT NAM VIỆN HỐ HỌC CƠNG NGHIỆP VIỆT NAM VIIC NGHIÊN CỨU HỒN THIỆN CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO OXIT NHƠM HOẠT TÍNH CHẤT LƯỢNG CAO ỨNG DỤNG TRONG CƠNG NGHIỆP LỌC - HĨA DẦU Thuộc Nhiệm vụ nghiên cứu thường xun Phịng thí nghiệm trọng điểm Cơng nghệ lọc-hóa dầu 2009 Chủ nhiệm đề tài : TS Vũ Thị Thu Hà 8074 HÀ NỘI 4/2010 DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THAM GIA NHIỆM VỤ STT Họ tên Học hàm, học vị Cơ quan công tác chuyên môn Vũ Thị Thu Hà TS Viện Hố học Cơng nghiệp VN Mai Ngọc Chúc PGS TS Viện Hố học Cơng nghiệp VN Nguyễn Huy Phiêu TS Viện Hố học Cơng nghiệp VN Phạm Thế Trinh PGS TS Viện Hố học Cơng nghiệp VN Đỗ Mạnh Hùng KS Viện Hố học Cơng nghiệp VN Nguyễn Thị Phương Hịa KS Viện Hố học Công nghiệp VN Nguyễn Thị Thu Trang ThS Viện Hố học Cơng nghiệp VN Tạ Quang Minh ThS Tổng Cơng ty Dung dịch khoan Hóa phẩm Dầu khí Đỗ Thanh Hải NCS Viện Hố học Cơng nghiệp VN 10 Vũ Thị Thu Thủy KS Viện Hoá học Công nghiệp VN 11 Nguyễn Mạnh Dương KS Viện Hố học Cơng nghiệp VN Lời cám ơn Nhóm cán thực đề tài xin trân trọng cám ơn Bộ Khoa học Công nghệ, Bộ Công Thương cấp kinh phí để thực đề tài Cám ơn hợp tác Viện Nghiên cứu Quá trình xúc tác Mơi trường (IRCE Lyon), Cộng hồ Pháp giúp thực số phép phân tích q trình thực đề tài Cám ơn Phịng nghiệp vụ Viện Hố học Cơng nghiệp Việt Nam tạo điều kiện thủ tục hành để đề tài thực Xin chân thành cám ơn hội đồng nghiệm thu tham gia phản biện đóng góp ý kiến cho đề tài MỤC LỤC MỞ ĐẦU PHẦN I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU I CƠ SỞ PHÁP LÝ CỦA ĐỀ TÀI II TÍNH CẤP THIẾT VÀ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU III NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI IV TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ 10 NGỒI NƯỚC IV TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Ở NƯỚC NGỒI 10 IV.1.1 Phân loại nhôm oxit 10 IV.1.2 Cấu trúc nhơm oxit 13 IV.1.3 Tính axit nhơm oxit 15 IV.1.4 Bề mặt riêng nhôm oxit 15 IV.1.5 Cấu trúc xốp nhôm oxit 16 IV.1.6 Một số ứng dụng nhơm oxit 16 IV.1.7 Q trình tổng hợp nhôm oxit 18 V.1.7.1 Tổng hợp nhôm oxit phương pháp kết tủa 18 V.1.7.2 Tổng hợp nhôm oxit phương pháp sol-gel 21 IV.1.8 Phương pháp tạo hạt nhôm oxit 22 IV.1.8.1 Tạo hạt phương pháp tầng sôi 22 IV.1.8.2 Tạo hạt phương pháp nhỏ giọt dầu 22 IV.1.8.3 Tạo hạt phương pháp ép đùn 23 IV.1.8.4 Tạo hạt thiết bị vo viên 24 IV.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC 26 V KẾT LUẬN TRÊN CƠ SỞ TỔNG QUAN TÀI LIỆU 29 PHẦN II: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32 I LỰA CHỌN NGUYÊN LIỆU 32 II NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN QUI TRÌNH CƠNG NGHỆ 33 II.1 Nghiên cứu, hồn thiện qui trình tổng hợp nhơm oxit hoạt 37 tính chất lượng cao II.1.1 Qui trình thực nghiệm 37 II.1.2 Nghiên cứu ảnh hưởng tốc độ khuấy 38 II.1.3 Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng axit hóa 39 II.1.4 Nghiên cứu ảnh hưởng tốc độ nhỏ giọt axit pH môi trường 40 II.1.5 Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian già hóa 42 II.2 Nghiên cứu hồn thiện qui trình tinh chế sản phẩm nhằm 43 thu nhôm oxit hoạt tính chất lượng cao II.3 Xác định đặc trưng tính chất hố lý nhơm oxit hoạt 44 tính II.4 Đánh giá chất lượng sản phẩm III NGHIÊN CỨU QUI TRÌNH CƠNG NGHỆ TẠO VIÊN OXIT NHƠM 46 46 III.1 Qui trình thực nghiệm 46 III.2 Nghiên cứu qui trình peptit hóa 47 III.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng loại axit đến q 47 trình peptit hóa III.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ đến độ bền 48 học viên nhôm oxit III.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian peptit hóa 49 đến độ bền viên nhôm oxit III.2.4 Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ nước/bột nhôm oxit 50 đến q trình peptit hóa III.3 Nghiên cứu trình tạo hạt III.3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng phụ gia 50 50 III.3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ làm việc máy 51 ép đùn, vo viên III.4 Nghiên cứu trình xử lý sau tạo hạt 52 III.4.1 Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ sấy hạt nhôm oxit 52 III.4.2 Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ nung hạt nhôm 53 oxit III.5 Xác định đặc trưng hóa lý hạt nhơm oxit hoạt tính 54 III.5.1 Xác định độ bền 54 III.5.2 Cấu trúc mẫu trước sau trình tạo viên 55 III.5.3 Cấu trúc xốp nhơm oxit hoạt tính trước sau 56 trình tạo viên III.5.4 Định lượng tạp chất sản phẩm 58 III.5.5 Xác định độ bền với nước 59 III.6 Đánh giá chất lượng sản phẩm IV THỬ NGHIỆM KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG SẢN PHẨM IV.1 Ứng dụng làm chất mang xúc tác chuyển hóa CO với nước IV 1.1 Điều chế xúc tác Co-Mo/Al2O3 60 61 61 62 IV 1.2 Thử hoạt tính xúc tác Co-Mo/Al2O3 cho q trình 63 chuyển hóa CO với nước IV.2 Ứng dụng làm chất mang xúc tác hydrodesulfua hóa 67 IV.3 Ứng dụng làm chất mang xúc tác phản ứng chuyển 68 hóa khí tổng hợp thành nhiên liệu IV.4 Ứng dụng làm chất mang xúc tác cho q trình transeste 69 hóa dầu thực vật IV.5 Ứng dụng nhôm oxit làm chất hấp phụ 71 V SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM 50 kg SẢN PHẨM 72 VI ĐỀ XUẤT QUI TRÌNH CƠNG NGHỆ QUI MƠ PILOT 75 VI.1 Đề xuất qui trình tổng hợp nhơm oxit hoạt tính 75 VI.2 Đề xuất qui trình tạo hạt nhơm oxit hoạt tính 75 VII SƠ BỘ ĐÁNH GIÁ GIÁ THÀNH SẢN PHẨM 76 VIII ĐIỀU CHẾ NHƠM OXIT HOẠT TÍNH CĨ DIỆN TÍCH BỀ 77 MẶT RIÊNG CAO VỚI CHI PHÍ THẤP PHẦN IV KẾT LUẬN 78 KIẾN NGHỊ 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 PHỤ LỤC 89 MỞ ĐẦU Nhơm oxit hoạt tính sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp, đặc biệt cơng nghiệp dầu khí như: sử dụng làm chất hấp phụ q trình chế biến khí thiên nhiên, chất mang xúc tác xúc tác trình chế biến phân đoạn dầu mỏ xúc tác cho phản ứng chuyển hoá hydrocacbon (cracking xúc tác, reforming, isome hóa, hydrotreating ) Hiện tại, tồn lượng ơxit nhơm hoạt tính chất lượng cao để phục vụ cho nhu cầu nước phải nhập ngoại hoàn toàn Về lâu dài, cần chủ động việc cung cấp oxit nhơm hoạt tính làm chất mang, chất xúc tác, chất hấp phụ để tránh bị phụ thuộc vào đối tác nước ngoài, giảm ngoại tệ nhập khẩu, đồng thời làm tăng giá trị nguồn nguyên liệu sẵn có nước Việc nghiên cứu tổng hợp oxit nhơm hoạt tính thực Việt Nam từ lâu qui mô nhỏ phịng thí nghiệm Hơn nữa, phần lớn cơng trình tập trung nghiên cứu tổng hợp oxit nhơm dạng bột việc tạo hạt oxit nhôm hình dạng khác (trụ, cầu) để tăng tính ứng dụng cơng nghiệp giữ vai trị quan trọng Trong thời gian quan, nhóm nghiên cứu Phịng Thí nghiệm trọng điểm quốc gia cơng nghệ lọc Hóa dầu – Viện Hóa học cơng nghiệp Việt Nam có kết đặc biệt nghiên cứu qui trình tổng hợp nhơm oxit hoạt tính chất lượng cao từ nguồn nhôm nước để ứng dụng làm chất mang xúc tác chất xúc tác lọc hóa dầu Tiến hành nghiên cứu hồn thiện qui trình cơng nghệ tổng hợp qui trình tạo hạt oxit nhơm hoạt tính qui mơ pilot phịng thí nghiệm nhằm làm chủ cơng nghệ để tiến tới việc triển khai sản xuất, đáp ứng nhu cầu nước, đặc biệt trình hấp phụ, lọc hóa dầu cần thiết thời điểm Đây mục tiêu nghiên cứu Nhiệm vụ PHẦN I TỔNG QUAN I CƠ SỞ PHÁP LÝ CỦA ĐỀ TÀI - Hợp đồng Nghiên cứu khoa học phát triển công nghệ số 025.09.RD.BS/HĐ-KHCN ngày 30 tháng 03 năm 2009 Bộ Công Thương - Quyết định giao nhiệm vụ bổ sung số 150/QĐ-VHCNVN ngày 31 tháng 03 năm 2009 Viện trưởng Viện Hố học Cơng nghiệp Việt Nam II TÍNH CẤP THIẾT VÀ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Hiện nay, nhà máy lọc dầu Dung Quất vào hoạt động vận hành ổn định; nhà máy lọc dầu Nghi Sơn giai đoạn đầu tư, tương lai nhu cầu sử dụng xúc tác Việt Nam ngày lớn Việc nghiên cứu hồn thiện cơng nghệ chế tạo oxit nhơm hoạt tính chất lượng cao để chủ động phần nguồn xúc tác việc làm cấp thiết góp phần thúc đẩy phát triển ngành cơng nghiệp lọc-hóa dầu Việt Nam Vì lý đó, khn khổ đề tài này, đặt mục tiêu nghiên cứu tạo qui trình cơng nghệ hồn thiện điều chế oxit nhơm hoạt tính dạng hạt, sử dụng cơng nghiệp lọc, hóa dầu sở kế thừa kết nghiên cứu trước để triển khai sản xuất thử nghiệm qui mô lớn NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Đề tài tiến hành nghiên cứu nội dung sau: Xác định lựa chọn ngun liệu phù hợp Hồn thiện qui trình điều chế oxit nhơm hoạt tính, đảm bảo chất lượng sử dụng cơng nghiệp lọc, hóa dầu Nghiên cứu công nghệ tạo viên oxit nhôm phục vụ làm chất mang xúc tác chất hấp phụ Thử nghiệm khả ứng dụng sản phẩm Điều chế thử 50 kg sản phẩm Đề xuất qui trình công nghệ sản xuất oxit nhôm qui mô pilot IV TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƯỚC IV.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Ở NƯỚC NGỒI Nhơm oxit hoạt tính sử dụng rộng rãi ngành cơng nghiệp, đặc biệt cơng nghiệp dầu khí: chất hấp phụ q trình chế biến khí thiên nhiên, chất mang xúc tác xúc tác trình chế biến phân đoạn dầu mỏ xúc tác cho phản ứng chuyển hố hydrocacbon Diện tích bề mặt riêng, phân bố lỗ xốp độ axit yếu tố quan trọng nhôm oxit IV.1.1 Phân loại nhơm oxit Phân loại dựa vào nhiệt độ chuyển hóa từ nhôm hydroxit Nhôm oxit phân loại dựa vào nhiệt độ chuyển hố từ nhơm hydroxit chia thành [45, 46] : - Nhôm oxit tạo thành nhiệt độ thấp (Al2O3 nH2O) < n < 0,6; chúng tạo thành nhiệt độ không vượt 6000C gọi nhóm gama nhơm oxít, gồm có: χ, η γ-Al2O3 - Nhơm oxít tạo thành nhiệt độ cao từ 900 đến 1000OC gọi nhóm delta nhơm oxit (δ-Al2O3), gồm κ, θ δ-Al2O3 Trong khuôn khổ đề tài này, quan tâm đến nhôm oxit tạo thành nhiệt độ thấp nên chúng tơi sâu phân tích dạng χ, η γ-Al2O3 η- Al2O3: Khối lượng riêng η- Al2O3: 2,50 ÷ 3,60 g/cm3 10 Bảng 23: Kết sản xuất thử nghiệm nhôm oxit hoạt tính Mẻ sản xuất thử nghiệm Diện tích bề mặt riêng (m2/g) Độ bền học (N/hạt) Khả hấp phụ nước (g/100g) 285 147 30 289 147,5 33 286 145 30 10 282 145,5 34 15 279 148 31 20 289 142 32 27 288 140 31 28 290 146 31 29 280 147 32 30 284 147 34 41 286 143,5 32 42 287 146 33 43 280 145 33 50 276 - 35 55 289 - 29 56 287 - 29 67 285 - 31 68 284 - 30 69 282 - 30 70 282 - 31 74 VI ĐỀ XUẤT QUI TRÌNH CƠNG NGHỆ QUI MƠ PILOT VI.1 Đề xuất qui trình tổng hợp nhơm oxit hoạt tính Từ kết thực nghiệm phịng thí nghiệm kết q trình sản xuất thử, chúng tơi đề xuất qui trình tổng hợp nhơm oxit hoạt tính phương pháp kết tủa từ nguồn nhơm hydroxit Tân Bình hình 27 Yêu cầu chất lượng nguyên liệu : - Nhôm hydroxit sản xuất từ Nhà máy Tân Bình - Hàm lượng Al2O3 qui đổi: > 63% kl - Hàm lượng ẩm: < 13% kl - Hàm lượng Na2O qui đổi: < 0,2% kl Nhơm hydroxyt hồ tan dung dịch NaOH để tạo thành dung dịch NaAlO2 Sau dung dịch lọc để tách tạp chất học Nước lọc thu được axít hố dung dịch axít H2SO4 Q trình thực 80 ÷ 900C có khuấy Tiến hành lọc, rửa, sấy để thu sản phẩm boehmit Để thu γ-Al2O3 dạng bột, tiến hành nung boemit nhiệt độ thích hợp Nh«m hydroxit NaOH Dung dịch NaAlO2 lẫn tạp Lọc Dung dịch NaAlO2 Khuấy, 80 - 900C Lọc, rửa Nung γ-Al2O3 H2SO4 Boehmite Axit hóa Sấy Hình 27 : Qui trình cơng nghệ tổng hợp nhơm oxit hoạt tính 75 VI.2 Đề xuất qui trình tạo hạt nhơm oxit hoạt tính Bột boehmit tiến hành peptit hố sau cho tạo viên máy vê viên cho vào sấy nung nhiệt độ thích hợp (hình 28) Ép đùn, vo viên Peptit hóa Boehmite Tạo viên Bột nhão axit, nước Sấy Nung Viên khơ γ-Al2O3 Hình 28 : Qui trình tạo hạt nhụm oxit hot tớnh VII Sơ đánh giá giá thành sản phẩm Theo tính toán ban đầu cách ngoại suy từ trình sản xuất thử qui mô pilot 10 lít nguyên liệu/mẻ, chi phí cho nguyên liệu để sản xuất 1kg oxit nhôm hoạt tính dao động từ 27 000 46 000 đồng (bảng 24) Bảng 24: Chi phí nguyên liệu để sản xuất kg oxit nhôm hoạt tính S Thành tiền (nghìn đồng) Nguyên liệu lượng Al(OH)3 Tân Bình (kg) 7,0 14,0 NaOH (kg) 0,8 4,0 6,0 H2SO4 98% kg 0,6 14,0 21,8 H2O phản ứng (lít) 0,8 1,7 Nước rửa (lít) 40 1,6 2,0 27,4 45,5 Tổng Phương án thấp Phương án cao 76 Th«ng th−êng, chi phí nguyên liệu chiếm khoảng 60% giá thành sản phẩm Vậy giá 1kg oxit nhôm hoạt tính điều chế phơng pháp kết tủa 45 000 77 000 đồng So với oxit nhôm hoạt tính thị trờng có giá mua khoảng 120 000 đồng/kg, giá oxit nhôm hoạt tính điều chế nớc hoàn toàn chấp nhận đợc Ngoài ra, triển khai sản xuất công nghiệp với lợng lớn, chi phí nguyên liệu giảm ỏng k VIII điều chế nhôm oxit hoạt tính có diện tích bề mặt riêng cao với chi phí thấp Trc kết luận kết thực đề tài, nhóm đề tài muốn thông báo số kết liên quan đến việc điều chế nhôm oxit hoạt tính có diện tích bề mặt riêng cao (654 m2/g) từ nguồn nguyên liệu sẵn có Nội dung vượt tiêu so với đăng ký đề tài, đồng thời đăng ký độc quyền giải pháp hữu ích nên nay, chúng tơi chưa thể mơ tả chi tiết phương pháp điều chế Tuy nhiên, trình bày số kết đánh giá chất lượng sản phẩm tạo thành bảng 25 Bảng 25 : Đặc tính xốp mẫu điều chế Mẫu Diện tích bề mặt riêng BET (m2/g) Thể tích lỗ xốp (ml/g) 480 1,4 447 1,4 514 1,52 607 1,68 654 1,72 Điểm đặc biệt kết nhôm oxit điều chế với phương pháp đơn giản, từ nguồn nhơm sẵn có, chi phí thấp nhiều so với phương pháp sol-gel lại cho sản phẩm đạt chất lượng tốt hẳn sản phẩm loại 77 PHẦN III KẾT LUẬN A KẾT QUẢ CỦA ĐỀ TÀI I Kết khoa học công nghệ I.1 Về qui trình cơng nghệ hồn thiện điều chế nhôm oxit đảm bảo chất lượng sử dụng công nghip lc, húa du Đà nghiên cứu đa qui trình hoàn thiện tổng hợp nhôm oxit hoạt tính từ nhôm hydroxit Tân Bình phơng pháp kết tủa, qui mô 10 lít nguyên liệu/mẻ với điều kiện thích hợp là: T = 80C ; pH = – 8,5 ; tèc ®é nhá giät 60 ml/phót ; tốc độ khuấy 50 vòng/phút ; thời gian già hóa h I.2 VỊ qui trình cơng nghệ tạo hạt nhơm oxit hoạt tính làm chất mang xúc tác cht hp ph Đà nghiên cứu đa qui trình công nghệ tạo viên oxit nhôm hoạt tính (dạng hình trụ hình cầu) Các yếu tố ảnh hởng đến trình tạo viên đà đợc nghiên cứu cách hệ thống Viên nhôm oxit tạo thành có độ bền học cao hẳn so với mẫu đối chứng Sau tạo viên, tính chất cấu trúc tính chất xốp chất mang không bị biến đổi I.3 Về sản phẩm đề tài Đà điều chế 50 kg oxit nhôm hoạt tính với chất lợng nh sau: - Diện tích bề mặt riêng (m2/g) : > 300 m2/g - Phân bố lỗ xốp: đồng - Độ bền học (N/hạt): 147 (đối với hạt cầu); 166 (~10 Mpa) (đối với hạt trụ) - Hàm lợng sắt: < 100 ppm - Hàm lợng natri: < 350 ppm 78 I.4 Về đánh giá chất lợng sản phẩm nhôm oxit khả ứng dụng Kết đánh giá chất lợng sản phẩm cho thấy nhôm oxit thu đợc có tính chất hoàn toàn thỏa mÃn làm chất mang xúc tác, chất hấp phụ đặc biệt u việt hẳn mẫu đối chứng Trung Quốc, tơng đơng với mẫu đối chứng Châu Âu Đà tiến hành thử nghiệm đánh giá khả ứng dụng nhôm oxit hoạt tính làm chất mang xúc tác phản ứng hydro hóa khư l−u hnh cđa diesel, transeste hãa dÇu thùc vËt với etanol, chuyển hóa khí tổng hợp thành nhiên liệu Đà thử nghiệm khả ứng dụng nhôm oxit hoạt tính làm chất hấp phụ độc tố khói thuèc l¸ II KẾT QUẢ KHÁC (vượt mức so với ng ký) II.1 V o to Tham gia đào tạo 01 nghiên cứu sinh: Nghiên cứu tổng hợp xúc tác cho phản ứng hydrodesulfua hóa để làm nhiên liệu diesel nhiều lu huỳnh - Đà bảo vệ cấp sở năm 2009 II.2 Cỏc cụng trỡnh ó cụng b Công bố 03 báo tạp chí chuyên ngành nớc: + Nghiên cứu qui trình công nghệ tổng hợp DME xúc tác dị thể làm nhiên liệu s¹ch, T¹p chÝ Hãa häc, T.47, 2A, 2009, 229-234 + Nghiên cứu tổng hợp xúc tác Co-Mo/Al2O3 có hoạt tính độ bền học cao cho phản ứng water gas shift, T¹p chÝ Hãa häc, T.47, 2A, 2009, 81- 86 + Nghiên cứu sử dụng xúc tác dị thể để tổng hợp biodiesel điều kiện siêu tới hạn etanol, Tạp chí Hóa học ứng dụng, 2010 (đang in) II.3 Về đăng ký sở hữu trí tuệ §· đăng ký 01 độc quyền Giải pháp hữu ích Phơng pháp điều chế nhôm oxit hoạt tính, số đơn 2-2010-00049, ngµy 15/3/2010 79 B KẾT LUẬN Phịng thí nghiệm trọng điểm Cơng nghệ lọc Hóa dầu thực khối lượng lớn công việc nghiên cứu sản xuất thử, thử nghiệm theo nội dung đăng ký Các kết thu đạt vượt mức so với nội dung đề I TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI Lần Việt Nam, qui trình cơng nghệ sản xuất nhơm oxit hoạt tính từ nguồn nhơm Tân Bình, Việt Nam nghiên cứu cách hệ thống qui mô pilot, từ khâu tổng hợp sản phẩm dạng bột khâu tạo hạt, đánh giá chất lượng, sản xuất thử thử nghiệm khả ứng dụng Hơn nữa, đề tài sáng tạo qui trình cơng nghệ để tổng hợp nhơm oxit hoạt tính có diện tích bề mặt riêng cao, thể tích lỗ xốp lớn, đường kính lỗ xốp phân bố tập trung, thích hợp cho ứng dụng làm chất mang, chất xúc tác chất hấp phụ Sản phẩm đề tài người sử dụng thừa nhận có hoạt tính cao, chí hẳn sản phẩm nhập ngoại; II HIỆU QUẢ KINH TẾ Xà HỘI - Nâng cao giá trị sử dụng nguồn hydrnhơm oxit sẵn có nước - Cơng nghệ triển khai để sản xuất sản phẩm nhơm oxit hoạt tính, đáp ứng nhu cầu nước, giảm nhập khẩu, tiết kiện ngoại tệ - Đã đào tạo đội ngũ cán có chun mơn sâu, hiểu biết rộng lĩnh vực chất xúc tác hấp phụ, ứng dụng cơng nghiệp lọc hóa dầu 80 KIN NGH Hiện tại, đà làm chủ công nghệ sản xuất nhôm oxit có hoạt tính cao, dạng hạt chủ yếu từ nguồn nhôm nớc Sản phẩm đà đợc ứng dụng nhiều lĩnh vực khác cho kết tốt Nhu cu s dng nhơm oxit hoạt tính cho mục đích cơng nghiệp dân dụng cao, đồng thời, nguồn nguyên liệu di v n nh Kính đề nghị quan chủ quản cấp kinh phí để triển khai dự ¸n s¶n xt thư nghiƯm 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO Probstein R F., Hicks R E , Synthetic Fuels, McGraw-Hill: London, U K., 1982, p 144 Twigg, M W, Catalyst Handbook, Wolfe Publishing Ltd.: London, U K., 1989, p 283 Newsome D.D et all, Catal Rev Sci Eng, 1980, 21, 275 Bohlbro H., Jorgensen M H., Chem Eng World, 1970, 5, 46 Andreev A A et all, Appl.Catal A, 1999, 179, 223 Tsuchimoto J et all, Kokyo Kakogu Zasshi, 1968, 71, 1484 Mayo S, Plantenga F, Leliveld B, Miyauchi YA NPRA 2001 Annual Meeting, AM-01-09, New Orleans; March 18-20, 2001 Mayo S, Brevoord E, Gerritsen L, Plantenga F Hydrocarbon Process 2001 ; 2-84A Shiflett W NPRA 2001 Annual Meeting, AM-01-29, New Orleans; March 18-20, 2001 10 Brevoord E, Gerritsen LA, Plantenga FL The European Refinery Technology Conference, Rome, Italy; Novembre 13-15, 2000 11 Gerritsen LA, Stoop F, Low P, Townsend J, Waterfield D, Holder K WEFA Conference, Berlin, Germany; June 2000 12 Reinhoudt HR, Troost R, van Schalkwijk S, van Langevel AD, Sie ST, van Veen JAR, Moulijin JA Fuel Process Technol 1999; 61:117 13 Song C CHEMTECH 1999, 3-26 14 Ly Y et all, Catal Today, 1999, 51,52 15 Kim J.-H et all, J Korean Chem Soc., 1998, 42, 696 16 Michelle BREYSSE ; Institut de Recherches sur la Catalyse, Villeurbanne, France ; Les Catalyseurs Sulfures ; Octobre 1994 82 17 Sajkowski DJ et all, The Symposium on Chemistry of Transition Metal Sulfides in Heterogeneous Catalysis, Boston ; April 22-27, 1990, P 233 18 Jin-Nam Park et all, Bull Korean Chem Soc., 2000, Vol 21, No12, 1239 19 Moe, J M Chem Eng Prog 1962, 58, 33 20 Twigg, M W Catalyst Handbook, Wolfe Publishing Ltd.: London, U.K., 1989; p 283 21 Newcome, D.S Catal Rev.-Sci Eng 1980, 21, 275 22 Bohlbro, H.; Jorgensen, M H Chem Eng World 1970, 6, 46 23 Uchida, H.; Isogai, N.; Oba, M.; Hasegawa, T Bull Chem Soc Jpn 1967, 40, 1981 24 Y Hu, H Jin, J Lui, D Hao , Chem Eng J 78 (2000) 147 25 Y Li, Q Fu, M Flytzani-Stephanopoulos, Appl Catal B 27 (2000) 179 26 I Balint, K Aika, Appl Catal A 196 (2000) 209 27 Y Tanaka, T Utaka, R Kikuchi, T Takeguchi, K Sasaki, K Eguchi, J Catal 215 (2003) 271 28 M Kantschewa, F Delannay, H Jeziorowski, E Delgado, S Eder, G Ertl, H Knozinger, J Catal 87 (1984) 482 29 M Laniecki, M Malecka-Grycz, F Domka, Appl Catal A 196 (2000) 293 30 M.A Segura, C.L Aldridge, K.L Riley, US Patent (1997) 4054644 31 R.N Nickolov, R.M Edreva-Kardjieva, V.J Kafedjiysky, D.A Nikolova, N.B Stankova, D.R Mechandjiev, Appl Catal A 190 (2000) 191 32 P Hou, D Meeker, H Wise, J Catal 80 (1983) 280 83 33 J Patt, D.J Moon, C Phillips, L Thompson, Catal Lett 65 (2000) 193 34 D.J Moon, J W Ryu, Catal Lett 92 (2004) 17 35 Masatoshi Sugioka, Yasuharu Kanda, Takao Kobayashi, “Development of highly active new hydrodesulfurization catalyst for prevention of acid rain”, Mem.muroran Inst Tech, 54 (2004) 41 – 46 36 Ramos Rodriguez, Ruiz Guerrero, Jang Xu, “FTIR study on nitrided CoMo/Al2O3”, Phys Chem Chem Phys., 2000, 2, 3313 – 3317 37 Emiel Hensen, “Hydrodesulfurization catalysis and mechanism of supported transition metal sulfides”, Eindhoven university of technology, 2000 38 Heon Jung, Jan Sik Shin, Wang Lai Yoon, “Life extension of residue hydrodesulfurization catalyst by intermittent injection of oil-solube metal precursors to feed oil”, Energy and fuel (2004), 18, 924-929 39 Sara E Skrabalak, Kenneth S Suslik, “On the possibility of metal borides for hydrodesulfurizton”, Chem Mater (2006), 18, 3103 – 3107 40 N Arul Dhas, Arash Ekhtiarzadeh, Kenneth S Suslick, “Sonochemical preparation of supported hydrodesulfurization catalysts”, J Am Chem Soc 2001, 123, 8310 – 8316 41 J Tsou, J Caneiro, J Bendsen, M T Kreutzer, “Testing monolithic catalysts in hydrodesulfurization”, J Phys Chem B 2003, 11048 – 11056 42 Krisztian Niesz, Peidon Yang, Gabor A Somorjai, “Sol-gel synthesis of ordered mesoporous alumina”, Chem Commun., 2005, 1986 – 1987 43 Sung Koon Park, Seong Yuon Bae, In Chul Le, “W-Incoporated CoMo/Al2O3 hydrodesulfurization”, Journal of catalysis 159 (1996), 212 – 218 84 44 Robert Mokaya, “Template - directed stepwise post-synthesis of alumina mesoporous”, Chem Commun., 2000, 1541 – 1542 45 Hanschil U, “Preparation of Nordstrandite”, US Par, No3, 1963- 1966 46 Megaw H.D, “The Crystal Structure of hydrarglillite, Al(OH)3, 1934 47 Ha Thaway J.C, Schalger S.O, “Nordstrandite from guam”, Nature, 1962 48 Hanschil U., “Nordstrandite Al2O3” 1963 49 Hanschil U., “Process for the preparation of Nordstrandite alumina”, U.S.Pat, No3, 1961-1965 50 Đỗ Thanh Hải, Luận văn thạc sĩ khoa học “Nghiên cứu điều chế số chất hấp phụ từ hợp chất nhôm nghiên cứu chất kết dính tạo viên” Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội, 2002 51 Nguyễn Hữu Trịnh, Luận án Tiến sĩ Hoá học “Nghiên cứu điều chế dạng hydrnhôm oxit, nhôm oxit ứng dụng công nghiệp lọc hoá dầu” Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội, 2002 52 PGS TS Đinh Thị Ngọ, “Hoá học dầu mỏ khí” NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2004 53 Lê Văn Hiếu, “Công nghệ chế biến dầu mỏ” NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2006 54 Monica Trueba and Stefano P Trasatti; γ-Alumia as a support for Catalyst : A review of Fundamental Aspects ; Eur J Inorg Chem 2005, 3393 - 3403 55 Ullmanns’ Encyclopedia of the chemical industry, A23, 1991, 629 - -68 56 Yang, R T., Gas separation by adsorption process, London Imperial College Press 1997 85 57 Bulow et all Temperature swing adsorption process, US Patent 6416596, 2002 58 Nguyễn Thị Minh Hiền, “Cơng nghệ chế biến khí tự nhiên khí đồng hành” NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2004 59 Genoveva Buelna, Y.S.Lin “Sol-gel-derived Mesoporous γ-Alumia granules” Microporous and Mesoporous Meterials 30(1999) 359- 369 60 Zhong-Min Wang and Y.S.Lin, “Sol-gel Synthests of pure and copper oxide coated mesoporous alumina granular particles” Jourrnal of Catalysis 174, 43- 51, 1998 61 Monica Trueba, Stanop P.Trasatti “γ- Alumina as a Support for Catalyst: A Review of Fundamental Aspec” Eur J, Inong Chem 2005, 3393-3403 62 L.Kaluza, M Zdrazil, N.Zilkova, J.Cejka “High activity of higlhy loaded MoS2 hydrodesulfurization catalysts supported on organized mesoporous alumina” Catalysis Communications (2002), 151-157 63 T Armaroli, D Minoux, S Gautier, P Euzer “A Drifts study of Mo/ Alumina interaction from Mo/bockt mute Solution to Mo/ γ-Al2O3 support” Applied catalysis A : General 251, (2003), 241-253 64 R.Linacero, M.L ROJAS-CERVANTES, J DED LOPEZGONZALES “Preparation of x TiO2 (1-x) Al2O3 catalytic supports by the sol-gel method: Physical and structural characterisation” Journal of Material Science 35 (2000) 3279-3287 65 Alan H.Sungleton, Baden, Attrion, Resisant Gamma-Alumina Catalyst support” US Patent 7011809 66 J Chandradass, M Balasubramanian, “Sol-gel processing of alumina fibres”; J Material Processing Technology, 173 (2006) 275-280 86 67 Б.И.Кутепов, В.А.Веклов микроферического (2001) алюмооксидного Технология носитела приготовлешя Химическая промышленность, N02, c.11 68 Б.М.Федоров, В.М.Фиалко (1993) Формирование текстуры γоксида алюминия псевдобемитной природы в условиях его промышленного синтеза Химическая промышленность, N05, c.41 69 Nguyễn Huy Phiêu, Lê Thìn: Nghiên cứu điều chế nhơm hydroxit hoạt tính từ dung dịch aluminat Tân Bình” Tuyển tập báo cáo hội nghị Hóa học toàn quốc lần thứ 3, tập 2, Hà Nội – Việt Nam, tr 593 - 596 70 Tạ Quang Minh cộng sự, Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học Bộ Công nghiệp, Nghiên cứu công nghệ chế tạo chất hấp phụ sở hợp chất nhôm hydroxit nhôm oxit ứng dụng nhà máy chế biến khí lọc hóa dầu Việt Nam, Mã số 4022/QĐ-BCN, 2007 71 Rym AKKARI, Mémoire DEA, “Elaboration par voie Sol-Gel et caracterisation de catalyseurs acidé base de zircone sulfate par la silice”, Universite EL MANAR, 2001 72 Hoa Hữu Thu, Trần Thị Như Mai, Lê Thanh Sơn “Bài giảng vật liệu xúc tác phương pháp nghiên cứu xúc tác rắn ” Đại học khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, 2002 73 Hubert L Fleming, Jon F Edd, Alan Pearson et all., US Patent 4734078, 1987 74 Capes, C E and Fouda, A.E ; Handbook of Powder Science and Technology (Fayed and L Otten, Eds.), pp 331 -344 Van NostrandReinhold, New York, 1984 75 Komarneni, S., and Roy, R.; Mater Lett 3, 165 – 167 (1985) 76 Trudinger, U Muller, G and Unger, K K.; J Chromatogr 535, 111 – 125 (1990) 87 77 Ramsay, J.D.F., Controlled Particle, Droplet and Bubble Formation (D J Wedlock, Ed.) pp – 38 Butterworth Heinemann, Oxford, 1994 78 Marella, M., Tomaselli, M., Meregalli, L., Battagliarin, M., Geronopoulosa, P., Pinna, F., Signoretto, M And Strukl, G.; Preparation of Catalyst, VI (G Poncelet et al Eds.), pp 327 – 335 Elsevier, Amsterdam/New York, 1995 79 Shepeleva, M N., Shkrabina, R A., Ismagilov, Z R., and Fenelonov, V B.; Preparation of Catalyst, V (G Poncele, P.A Jacobs, P Grange, and B Delmon, Eds.), pp.583 – 590 Elsevier, Amsterdam/New York, 1991 80 Svoboda, K., Lin, W., Hannes, J., Korbee, R., and van den Bleek, C M., Fuel 73, 1144 – 1150 (1994) 81 Duisterwinkel, A E., and Frens, G.; Preparation of Catalyst, VI (G Poncelet et al Eds.), pp 1051 – 1058 Elsevier, Amsterdam/New York, 1995 82 Б.А.Храмов, А.М.Ханов, Д.В.Лобовиков (2000) Исследование процесса полулешя сферических гранул носителей катализаторов методом окатывания в планетарном грануляторе Химическая промышленность, N012, c.5 83 B A Lattela, B H O’Connor, J Am Ceram Soc., 80, 1997, 2941 84 T C Chou, D Adamson, J Mardinly, T G Nieh, Thin Solid Films, 92, 1991, 4843 85 J Ramirez and A Gutierrez-Alejandre, J Catal 170, 1997, 108 88 ... TIÊU NGHIÊN CỨU III NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI IV TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ 10 NGỒI NƯỚC IV TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Ở NƯỚC NGỒI 10 IV.1.1 Phân loại nhôm oxit 10 IV.1.2 Cấu trúc nhôm. .. bền viên nhôm oxit III.2.4 Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ nước/bột nhôm oxit 50 đến q trình peptit hóa III.3 Nghiên cứu q trình tạo hạt III.3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng phụ gia 50 50 III.3.2 Nghiên cứu... III.2 Nghiên cứu qui trình peptit hóa 47 III.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng loại axit đến q 47 trình peptit hóa III.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ đến độ bền 48 học viên nhôm oxit III.2.3 Nghiên