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AG8国际大厅登录在线铝溶胶的生产及影响因素的研究
发布时间发布时间:2020-06-23 13:25

  铝溶胶的生产及影响因素的研究_能源/化工_工程科技_专业资料。铝溶胶的生产及影响因素的研究 摘 要:本文就铝溶胶主要工艺控制点讨论各条件对铝溶胶产品质量指标、 生产效率的影响,确定了 HCl 质量分数、反应温度、铝片层高度及系统循环量 等因素对铝溶胶质量指标的影

  铝溶胶的生产及影响因素的研究 摘 要:本文就铝溶胶主要工艺控制点讨论各条件对铝溶胶产品质量指标、 生产效率的影响,确定了 HCl 质量分数、反应温度、铝片层高度及系统循环量 等因素对铝溶胶质量指标的影响趋势和程度,从而对稳定铝溶胶生产工艺,提高 产量提供指导性的依据。 关键词:铝溶胶 工艺条件 生产控制 铝溶胶是一种无机高分子多价聚合物,其分子式为 Al2(OH)n Cl6-n 可视 为介于三氯化铝和氢氧化铝之间的一种水解产物,因此又称为碱式氯化铝。铝溶 胶的制备是通过盐酸与金属铝片在一定条件下发生放热反应,铝在盐酸中溶解、 水解聚合而成,化学反应式如下: 2Al+(6-n)HCl+nH2O=Al2(OH)nCl6-n+3H2↑ 铝溶胶主要用作催化裂化催化剂的粘接剂,它既能增强催化剂的抗磨性能, 又能提高其活化性。此外,铝溶胶还可用于制备氧化铝纤维、静电处理剂、防渗 剂、水处理剂等。铝溶胶的生产工艺有间歇法和连续法。在连续法生产工艺中, 影响产品质量指标的因素比较多,如 HC1 质量分数、系统循环量、反应温度及 铝片床层高度等。 一、铝溶胶生产工艺流程简述 一定质量分数的盐酸经盐酸流量计计量后,连续送到铝溶胶循环泵的人口 处,在此盐酸与来自缓冲罐的铝溶胶混合,再由循环泵送至循环换热器,达到反 应温度后,进入反应釜,在反应釜中经铝片层进行溶铝反应。铝片由反应釜顶部 加入, 并保持铝片床层高度在一定范围内。反应产生的氢气及水蒸气由反应釜顶 部排出,直接排放大气(该装置的副产品氢气没有经过回收处理,尽管达到排放 标准,但是造成一定的物料损耗) 。大部分水蒸汽冷却后流回反应釜内,其它没 有冷凝的气体直接排放。 (没有收集起来的部分在石化职业技术学院的模拟实验 中经冷凝收集后,通过实验分析后确定弱酸性的水蒸汽, )反应生成的铝溶胶流 人缓冲罐,一部分作为产品从缓冲罐的上部出口流出,进人中间罐,经化验确定 合格后输送到成品贮罐。 二、影响产品质量指标的因素 分析铝溶胶的质量指标主要是铝离子的质量分数 (以下简称铝含量)和氯 离子的质量分数(以下简称氯含量) 。铝溶胶用途不同,铝含量和氯含量的质量 指标也不同,质量指标要求用作催化裂化催化剂粘接剂的铝溶胶的铝含量为 11% ~12% ,氯含量为 9% ~11%。在实际生产中,HC1 质量分数的变化,反 应温度的波动, 铝片床层高度的变化,系统循环量的高低等都会对铝溶胶的铝含 量和氯含量产生影响, 从而影响到产品质量。为了研究各种因素对铝溶胶中铝含 量和氯含量的影响,采用单因素轮换法进行试验。考察一个因素时,假设保证其 他因素的值固定不变。为提高数据的可靠度,每个试验都运行 7 个班次,班次中 间多次采样,取其平均值作为班样,取合理的有效数字表示测得值,剔除可疑数 据,给出相应的测量误差并对数据进行分析。 1.铝片床层高度的影响 固定 HC1 质量分数、反应温度和系统循环量不变,改变铝片床层高度,考 察其对铝含量和氯含量的影响。记录结果如下表 1 所示。 根据表一记录数据,以 XY 轴散点图表示: 从图表可以直观的看出, 随着铝片层高度的增加,铝含量和氯含量都有所增 加。这是由于铝片层高度增加后,反应釜铝藏量增加,延长了反应物之间的接触 时间, 增加了反应物之间的接触时间和有效地碰撞机会。加快了反应超正方向反 应的速率。 从散点的变化趋势可以看出,铝片床层高度的变化对铝含量的影响比 较明显,对氯含量的影响比较小。 2.HCl 质量分数的影响 固定床层高度、反应温度和系统循环量不变,改变 HC1 质量分数,研究其 对铝含量和氯含量的影响,记录结果如表二所示: 以表二记录数据作 XY 轴散点图表可以看出,随着 HC1 质量分数的提高, 铝含量和氯含量都有所提高。这是由于 HC1 质量分数提高以后,单位体积内氯 离子数和氢离子数相应增多,有效碰撞次数增加,反应速率加快,从而使反应产 物中各种离子浓度提高。氯含量的曲线斜率较大,铝含量的曲线 质量分数的变化对氯含量的影响比较大,对铝含量的影响比较小。 3.系统循环量的影响固定床层高度、反应温度和 HC1 质量分数不变,改变 系统循环量,考察其对铝含量和氯含量的影响。记录结果如表三所示。 以表三记录数据作 XY 轴散点图表可以看出,随着系统循环量的增加,铝含 量和氯含量都有所提高。 这是由于系统循环量增加,反应釜单位截面积上液体介 质的流速提高,铝粒与氯离子接触频率加大,提高了溶铝速率。铝含量和氯含量 的曲线基本平行,说明系统循环量的变化对铝含量和氯含量的影响是一致的。 4.反应温度的影响 固定铝片层高度、系统循环量和 HC1 质量分数不变,改变反应温度,考察 其对铝含量和氯含量的影响,结果如表四所示。以表四记录数据作 XY 轴散点图 表可以看出,随着反应温度的提高,铝含量和氯含量都有所提高。这是由于温度 提高,不仅使反应物的碰撞频率增加,而且增加了活化分子的百分数,使有效碰 撞频率增加,从而大大提高了反应速率。铝含量和氯含量的曲线基本平行,说明 温度的变化对铝含量和氯含量的影响是基本一致的。 三、试验结果讨论 以上是单因素改变对产品质量指标的影响, 但在反应过程中多种因素共同作 用,因此在实际生产中需综合考虑,使装置在达到设计能力的前提下稳产高产。 根据上述讨论结果,在实际生产中,当产品质量出现波动时,可通过调节系统循 环量、铝片层的高度、反应温度和 HCI 质量分数,具体方法见下表。 四、结束语 1.影响铝溶胶产品质量指标的不同因素的变化对铝含量和氯含量的影响趋 势不同。 实际操作中, 可以根据这些趋势来调整铝含量和氯含量到指标范围之内, 从而保证装置的稳定生产。 2.铝溶胶生产的稳定操作是多种影响因素共同起作用,调整时需考虑影响因 素间的交互作用。尤其投料完毕后应用氮气吹扫反应器 10 分钟以上,以便置换 氢气防止爆炸。 3.该讨论方案中设有专门的稀酸岗位,将高浓度盐酸配制为符合工艺的浓度 为 18

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