FR3112540A1 - Process for the preparation of a high dispersibility alumina gel - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de préparation d'un gel d'alumine comprenant une étape de lavage permettant d'éviter la formation d'un gâteau de filtration.The present invention relates to a process for preparing an alumina gel comprising a washing step making it possible to avoid the formation of a filtration cake.
Description
La présente invention se rapporte à la préparation d'un gel d'alumine destiné à être mis en forme en tant que support de catalyseur. En particulier, la présente invention se rapporte au procédé de préparation par précipitation d'un gel d'alumine présentant une haute dispersibilité.The present invention relates to the preparation of an alumina gel intended to be shaped as a catalyst support. In particular, the present invention relates to the process for the preparation by precipitation of an alumina gel having a high dispersibility.
La préparation par précipitation de gel d'alumine est bien connue dans l'art antérieur.Preparation by precipitation of alumina gel is well known in the prior art.
Le brevet US 7 790 652 décrit un procédé de préparation par précipitation d'un support alumine présentant une distribution poreuse bien spécifique, pouvant être utilisé comme support de catalyseur dans un procédé d'hydroconversion de charges hydrocarbonées lourdes. Un gel alumine est préparé selon une méthode comprenant une étape de formation d'une dispersion d'alumine et une étape de précipitation pour obtenir le gel d'alumine. Le gel d'alumine subi ensuite une étape de filtration suivie d'une étape de lavage par percolation avant d'être éventuellement séché selon les méthodes connues de l'homme du métier pour produire une poudre d'alumine qui est ensuite mise en forme selon les méthodes connues de l'homme du métier, puis calciné pour produire le support alumine final.US Pat. No. 7,790,652 describes a process for the preparation by precipitation of an alumina support having a very specific porous distribution, which can be used as a catalyst support in a process for the hydroconversion of heavy hydrocarbon feedstocks. An alumina gel is prepared according to a method comprising a step of forming an alumina dispersion and a step of precipitation to obtain the alumina gel. The alumina gel then undergoes a filtration step followed by a step of washing by percolation before possibly being dried according to the methods known to those skilled in the art to produce an alumina powder which is then shaped according to methods known to those skilled in the art, then calcined to produce the final alumina support.
Le brevet EP 3 154 908 décrit un procédé de préparation par précipitation d'un gel d'alumine comprenant une étape de précipitation opérant à basse température, une étape de traitement thermique, une étape de précipitation supplémentaire optionnelle, une étape de filtration suivie d'une étape de lavage par percolation. Le gel d'alumine préparé par ce procédé présente un meilleur indice de dispersibilité que le gel d'alumine préparé par le procédé de US 7 790 652, facilitant ainsi sa mise en forme selon les techniques connues de l'homme du métier.Patent EP 3 154 908 describes a process for the preparation by precipitation of an alumina gel comprising a precipitation step operating at low temperature, a heat treatment step, an optional additional precipitation step, a filtration step followed by a step of washing by percolation. The alumina gel prepared by this process has a better dispersibility index than the alumina gel prepared by the process of US Pat. No. 7,790,652, thus facilitating its shaping according to techniques known to those skilled in the art.
Les étapes de précipitation des procédés de US 7 790 652 et EP 3 154 908 génèrent des résidus de précipitation qui peuvent comprendre du chlore, du sodium et/ou du soufre. Ces résidus peuvent altérer les propriétés catalytiques du catalyseur. Les étapes de filtration et de lavage par percolation des procédés de US 7 790 652 et EP 3 154 908 ont pour but d'éliminer ces résidus. Les étapes de filtration et de lavage par percolation sont réalisées à l'aide d'un réacteur de percolation comprenant un filtre. L'étape de filtration permet d'éliminer l'eau de synthèse et forme un gâteau de filtration compact dans le réacteur de percolation. L'étape de lavage par percolation permet d'éliminer les résidus par percolation d'eau de lavage dans le gâteau de filtration compact. A cause de la compacité et de la capacité de gélification du gâteau de filtration, et du fait que les particules d'alumine sont immobilisées dans le gâteau de filtration compact, le contact entre les particules et l'eau de lavage n'est pas optimal. Il est donc nécessaire d'utiliser une importante quantité d'eau de lavage pour que le lavage par percolation soit efficace et pour atteindre les teneurs requises en résidus. L'utilisation d'une importante quantité d'eau de lavage pose un problème environnemental et nécessite la mise en œuvre d'un procédé de retraitement dimensionné pour retraiter cette importante quantité d'eau de lavage usagée. Il est donc intéressant de diminuer la quantité d'eau de lavage requise pour laver une suspension d'alumine obtenue par précipitation.The precipitation steps of the processes of US 7,790,652 and EP 3,154,908 generate precipitation residues which may include chlorine, sodium and/or sulfur. These residues can alter the catalytic properties of the catalyst. The purpose of the filtration and washing steps by percolation of the methods of US Pat. No. 7,790,652 and EP 3,154,908 is to eliminate these residues. The steps of filtration and washing by percolation are carried out using a percolation reactor comprising a filter. The filtration stage eliminates the synthetic water and forms a compact filtration cake in the percolation reactor. The step of washing by percolation makes it possible to eliminate the residues by percolation of washing water in the compact filter cake. Due to the compactness and gelling capacity of the filter cake, and the fact that the alumina particles are immobilized in the compact filter cake, the contact between the particles and the washing water is not optimal. . It is therefore necessary to use a large quantity of washing water for the washing by percolation to be effective and to achieve the required residue levels. The use of a large quantity of washing water poses an environmental problem and requires the implementation of a reprocessing process sized to reprocess this large quantity of used washing water. It is therefore advantageous to reduce the quantity of washing water required to wash an alumina suspension obtained by precipitation.
La présente invention propose de palier les inconvénients des procédés de préparation décrits dans US 7 790 652 et EP 3 154 908.The present invention proposes to overcome the drawbacks of the preparation processes described in US 7,790,652 and EP 3,154,908.
La demanderesse a ainsi découvert un nouveau procédé de préparation par précipitation d'un gel d'alumine comprenant une étape de lavage sans qu'un gâteau de filtration ne soit formé et dans laquelle les particules d'alumine sont dispersées dans le solvant de lavage. De façon avantageuse, ce nouveau procédé permet d'optimiser, et donc de diminuer, la quantité de solvant de lavage nécessaire pour atteindre les teneurs requises en résidus. Par rapport aux procédés décrits dans US 7 790 652 et EP 3 154 908, ce nouveau procédé présente avantageusement un impact environnemental diminué et ne requière pas de procédé de retraitement aussi important.The applicant has thus discovered a new process for the preparation by precipitation of an alumina gel comprising a washing step without a filter cake being formed and in which the alumina particles are dispersed in the washing solvent. Advantageously, this new process makes it possible to optimize, and therefore to reduce, the quantity of washing solvent necessary to reach the required levels of residues. Compared to the processes described in US Pat. No. 7,790,652 and EP 3,154,908, this new process advantageously has a reduced environmental impact and does not require such a major reprocessing process.
RésuméSummary
La présente invention a pour objet un procédé de préparation d'un gel d'alumine présentant un indice de dispersibilité élevé, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
a) au moins une étape de précipitation d'une suspension de particules d'alumine, en milieu réactionnel comprenant un solvant aqueux, d'au moins un précurseur basique choisi parmi l'aluminate de sodium, l'aluminate de potassium, l'ammoniaque, l'hydroxyde de sodium et l'hydroxyde de potassium et d'au moins un précurseur acide choisi parmi le sulfate d'aluminium, le chlorure d'aluminium, le nitrate d'aluminium, l'acide sulfurique, l'acide chlorhydrique, et l'acide nitrique, dans laquelle au moins l'un des précurseurs basique ou acide comprend de l'aluminium, le débit relatif des précurseurs acide et basique est choisi de manière à obtenir un pH du milieu réactionnel compris entre 8,5 et 10,5 et le débit du ou des précurseurs acide et basique contenant de l'aluminium est réglé de manière à obtenir un taux d'avancement de la première étape compris entre 40 et 100%, le taux d'avancement étant défini comme étant la proportion de particules d'alumine formées en équivalent Al2O3 lors de ladite étape a) de précipitation par rapport à la quantité totale de particules d'alumine formée à l'issue de la ou les étapes de précipitation, ladite étape a) opérant à une température comprise entre 10°C et 50°C, et pendant une durée comprise entre 2 minutes et 30 minutes,
b) une étape de traitement thermique de la suspension de particules d'alumine obtenue à l’issue de l’étape a), à une température comprise entre 50°C et 200°C pendant une durée comprise entre 30 minutes et 5 heures pour obtenir une suspension traitée comprenant des particules d'alumine, et
c) une étape de mise en contact des particules d'alumine de la suspension traitée avec un solvant de lavage dans un réacteur pour obtenir le gel d'alumine,
caractérisé en ce que, durant l'étape c) de mise en contact dans le réacteur, la vitesse relative des particules d'alumine par rapport aux solvants est différente de zéro et la vitesse superficielle des particules d'alumine est comprise entre 1 mm.s-1 et 1 m.s-1.The subject of the present invention is a method for preparing an alumina gel having a high dispersibility index, said method comprising the following steps:
a) at least one step of precipitation of a suspension of alumina particles, in a reaction medium comprising an aqueous solvent, of at least one basic precursor chosen from sodium aluminate, potassium aluminate, aqueous ammonia , sodium hydroxide and potassium hydroxide and at least one acid precursor chosen from aluminum sulphate, aluminum chloride, aluminum nitrate, sulfuric acid, hydrochloric acid, and nitric acid, in which at least one of the basic or acid precursors comprises aluminium, the relative flow rate of the acid and basic precursors is chosen so as to obtain a pH of the reaction medium of between 8.5 and 10 .5 and the flow rate of the acid and basic precursor(s) containing aluminum is adjusted so as to obtain a progress rate of the first stage of between 40 and 100%, the progress rate being defined as being the proportion of alumina particles formed in Al2O3 equivalent during said step a) of precipitation with respect to the total quantity of alumina particles formed at the end of the precipitation step or steps, said step a) operating at a temperature of between 10° C. and 50° C., and for a duration between 2 minutes and 30 minutes,
b) a stage of heat treatment of the suspension of alumina particles obtained at the end of stage a), at a temperature comprised between 50° C. and 200° C. for a duration comprised between 30 minutes and 5 hours for obtain a treated suspension comprising alumina particles, and
c) a step of bringing the alumina particles of the treated suspension into contact with a washing solvent in a reactor to obtain the alumina gel,
characterized in that, during step c) of bringing into contact in the reactor, the relative velocity of the alumina particles with respect to the solvents is different from zero and the superficial velocity of the alumina particles is between 1 mm. s-1 and 1 sc-1.
Un avantage de l'invention est de fournir un procédé de préparation par précipitation d'un gel d'alumine permettant l'obtention d'au moins 40% poids d'alumine en équivalent Al2O3par rapport à la quantité totale d'alumine formée à l'issue de la ou les étapes de précipitation, dès la première étape de précipitation, la quantité d'alumine formée à l'issue de la première étape de précipitation pouvant même atteindre 100%, une deuxième étape de précipitation n'étant pas nécessaire dans ce cas.An advantage of the invention is to provide a process for the preparation by precipitation of an alumina gel making it possible to obtain at least 40% weight of alumina in Al 2 O 3 equivalent relative to the total quantity of alumina formed at the end of the precipitation step or steps, from the first precipitation step, the amount of alumina formed at the end of the first precipitation step can even reach 100%, a second precipitation step does not being unnecessary in this case.
Un autre avantage de l'invention est de fournir un procédé de préparation d'un gel d'alumine par précipitation pouvant comprendre une seule étape de précipitation et donc peu coûteux par rapport aux procédés de préparation d'alumine classique de l'art antérieur.Another advantage of the invention is to provide a process for the preparation of an alumina gel by precipitation which can comprise a single precipitation step and therefore inexpensive compared to the conventional alumina preparation processes of the prior art.
De plus l'étape c) de mise en contact permet de laver la suspension en dispersant les particules d'alumine dans le solvant de lavage et sans former de gâteau de filtration. De façon avantageuse, l'étape c) facilite ainsi le contact entre les particules d'alumine et le solvant de lavage, facilite le lavage des particules d'alumine par le solvant de lavage, et donc optimise la quantité de solvant de lavage nécessaire pour atteindre les teneurs requises en résidus. Un autre avantage de l'invention est de fournir un procédé de préparation par précipitation d'un gel d'alumine permettant de réduire la quantité de solvant de lavage nécessaire pour atteindre les teneurs requises en résidus de précipitation.Furthermore, step c) of bringing into contact makes it possible to wash the suspension by dispersing the alumina particles in the washing solvent and without forming a filter cake. Advantageously, step c) thus facilitates the contact between the alumina particles and the washing solvent, facilitates the washing of the alumina particles by the washing solvent, and therefore optimizes the quantity of washing solvent necessary for achieve the required residue levels. Another advantage of the invention is to provide a process for the preparation by precipitation of an alumina gel which makes it possible to reduce the quantity of washing solvent necessary to reach the required levels of precipitation residues.
La présente invention a pour objet un procédé de préparation d'un gel d'alumine présentant un indice de dispersibilité élevé, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
a) au moins une étape de précipitation d'une suspension de particules d'alumine, en milieu réactionnel comprenant un solvant aqueux, d'au moins un précurseur basique choisi parmi l'aluminate de sodium, l'aluminate de potassium, l'ammoniaque, l'hydroxyde de sodium et l'hydroxyde de potassium et d'au moins un précurseur acide choisi parmi le sulfate d'aluminium, le chlorure d'aluminium, le nitrate d'aluminium, l'acide sulfurique, l'acide chlorhydrique, et l'acide nitrique, dans laquelle au moins l'un des précurseurs basique ou acide comprend de l'aluminium, le débit relatif des précurseurs acide et basique est choisi de manière à obtenir un pH du milieu réactionnel compris entre 8,5 et 10,5 et le débit du ou des précurseurs acide et basique contenant de l'aluminium est réglé de manière à obtenir un taux d'avancement de la première étape compris entre 40 et 100%, le taux d'avancement étant défini comme étant la proportion de particules d'alumine formées en équivalent Al2O3 lors de ladite étape a) de précipitation par rapport à la quantité totale de particules d'alumine formée à l'issue de la ou les étapes de précipitation, ladite étape a) opérant à une température comprise entre 10°C et 50°C, et pendant une durée comprise entre 2 minutes et 30 minutes,
b) une étape de traitement thermique de la suspension de particules d'alumine obtenue à l’issue de l’étape a), à une température comprise entre 50°C et 200°C pendant une durée comprise entre 30 minutes et 5 heures pour obtenir une suspension traitée comprenant des particules d'alumine, et
c) une étape de mise en contact des particules d'alumine de la suspension traitée avec un solvant de lavage dans un réacteur pour obtenir le gel d'alumine,
caractérisé en ce que, durant l'étape c) de mise en contact dans le réacteur, la vitesse relative des particules d'alumine par rapport aux solvants est différente de zéro et la vitesse superficielle des particules d'alumine est comprise entre 1 mm.s-1 et 1 m.s-1.The subject of the present invention is a method for preparing an alumina gel having a high dispersibility index, said method comprising the following steps:
a) at least one step of precipitation of a suspension of alumina particles, in a reaction medium comprising an aqueous solvent, of at least one basic precursor chosen from sodium aluminate, potassium aluminate, aqueous ammonia , sodium hydroxide and potassium hydroxide and at least one acid precursor chosen from aluminum sulphate, aluminum chloride, aluminum nitrate, sulfuric acid, hydrochloric acid, and nitric acid, in which at least one of the basic or acid precursors comprises aluminium, the relative flow rate of the acid and basic precursors is chosen so as to obtain a pH of the reaction medium of between 8.5 and 10 .5 and the flow rate of the acid and basic precursor(s) containing aluminum is adjusted so as to obtain a progress rate of the first stage of between 40 and 100%, the progress rate being defined as being the proportion of alumina particles formed in Al2O3 equivalent during said step a) of precipitation with respect to the total quantity of alumina particles formed at the end of the precipitation step or steps, said step a) operating at a temperature of between 10° C. and 50° C., and for a duration between 2 minutes and 30 minutes,
b) a stage of heat treatment of the suspension of alumina particles obtained at the end of stage a), at a temperature comprised between 50° C. and 200° C. for a duration comprised between 30 minutes and 5 hours for obtain a treated suspension comprising alumina particles, and
c) a step of bringing the alumina particles of the treated suspension into contact with a washing solvent in a reactor to obtain the alumina gel,
characterized in that, during step c) of bringing into contact in the reactor, the relative velocity of the alumina particles with respect to the solvents is different from zero and the superficial velocity of the alumina particles is between 1 mm. s-1 and 1 sc-1.
Au sens de la présente demande, on entend par "gel d'alumine présentant un indice de dispersibilité élevé" un gel d'alumine présentant un indice de dispersibilité supérieur à 70%. Par exemple, l'indice de dispersibilité du gel d'alumine peut être compris entre 70% et 100%, en particulier, entre 80% et 100%, plus particulièrement entre 85% et 100% et plus particulièrement entre 90% et 100%.Within the meaning of the present application, the term "alumina gel having a high dispersibility index" means an alumina gel having a dispersibility index greater than 70%. For example, the dispersibility index of the alumina gel can be between 70% and 100%, in particular, between 80% and 100%, more particularly between 85% and 100% and more particularly between 90% and 100% .
Au sens de la présente demande, l’indice de dispersibilité est défini comme le pourcentage en poids de suspension d'alumine peptisé que l'on peut disperser par centrifugation dans un tube en polypropylène à 3600G pendant 10 min.
La dispersibilité est mesurée en dispersant 10% de particules d'alumine dans une suspension d'eau contenant également 10% d'acide nitrique par rapport à la masse de particule d'alumine. Puis, on centrifuge la suspension à 3600G rpm pendant 10 min. Les sédiments recueillis sont séchés à 100°C une nuit, puis pesés.
On obtient l’indice de dispersibilité, noté ID par le calcul suivant : ID(%)=100%-masse de sédiments séchés(%).Within the meaning of the present application, the dispersibility index is defined as the percentage by weight of peptized alumina suspension which can be dispersed by centrifugation in a polypropylene tube at 3600G for 10 min.
The dispersibility is measured by dispersing 10% of alumina particles in a water suspension also containing 10% of nitric acid relative to the mass of alumina particle. Then, the suspension is centrifuged at 3600 G rpm for 10 min. The sediments collected are dried at 100° C. overnight, then weighed.
The dispersibility index, denoted ID, is obtained by the following calculation: ID(%)=100%-mass of dried sediments(%).
Au sens de la présente demande, on entend par "taux d’avancement" de la n-ième étape de précipitation le pourcentage de particules d'alumine formé en équivalent Al2O3dans ladite n-ième étape, par rapport à la quantité totale de particules d'alumine formées à l’issue de l’ensemble des étapes de précipitation et plus généralement à l’issue des étapes de préparation du gel d’alumine.Within the meaning of the present application, the term “progress rate” of the n-th precipitation step is understood to mean the percentage of alumina particles formed in equivalent Al 2 O 3 in said n-th step, relative to the quantity total of alumina particles formed at the end of all the precipitation steps and more generally at the end of the alumina gel preparation steps.
La fraction volumique de particule d'alumine de la suspension de particules d'alumine obtenue à l'issue de l'étape a) de précipitation, dans le cas où le taux d'avancement de ladite étape a) de précipitation est de 100%, peut être comprise entre 0,7% et 3,8%, en particulier, entre 0,8% et 3%, tout particulièrement entre 1% et 2,5%.The volume fraction of alumina particle of the suspension of alumina particles obtained at the end of step a) of precipitation, in the case where the rate of progress of said step a) of precipitation is 100% , may be between 0.7% and 3.8%, in particular between 0.8% and 3%, most particularly between 1% and 2.5%.
Au sens de la présente demande, on entend par "fraction volumique de particule d'alumine de la suspension de particules d'alumine obtenue à l'issue de l'étape a) de précipitation" le ratio entre le volume du squelette des particules d'alumine de la suspension de particules d'alumine obtenue à l'issue de l'étape a) de précipitation et le volume de ladite suspension.Within the meaning of the present application, the term "volume fraction of alumina particle of the suspension of alumina particles obtained at the end of step a) of precipitation" the ratio between the volume of the skeleton of the particles of alumina of the suspension of alumina particles obtained at the end of step a) of precipitation and the volume of said suspension.
Au sens de la présente demande, on entend par "vitesse relative des particules d'alumine par rapport aux solvants" la différence entre la vitesse superficielle des particules d'alumine et la vitesse superficielle des solvants aqueux et de lavage.Within the meaning of the present application, the term “relative velocity of the alumina particles with respect to the solvents” is understood to mean the difference between the superficial velocity of the alumina particles and the superficial velocity of the aqueous and washing solvents.
Au sens de la présente demande, on entend par "vitesse superficielle des particules d'alumine" le ratio entre le débit volumique des particules d'alumine dans le réacteur et la section transversale du réacteur. La vitesse superficielle des particules d'alumine est définie par rapport au réacteur dans lequel l'étape c) de mise en contact du procédé de l'invention est réalisée.Within the meaning of the present application, the term "superficial velocity of the alumina particles" means the ratio between the volume flow rate of the alumina particles in the reactor and the cross section of the reactor. The superficial velocity of the alumina particles is defined relative to the reactor in which step c) of bringing into contact of the process of the invention is carried out.
Au sens de la présente demande, on entend par "vitesse superficielle des solvants aqueux et de lavage" le ratio entre le débit volumique des solvants aqueux et de lavage dans le réacteur divisée par la section transversale du réacteur. La vitesse superficielle des solvants aqueux et de lavage est définie par rapport au réacteur dans lequel l'étape c) de mise en contact du procédé de l'invention est réalisée.Within the meaning of the present application, the term “surface velocity of the aqueous and washing solvents” is understood to mean the ratio between the volume flow rate of the aqueous and washing solvents in the reactor divided by the cross section of the reactor. The superficial velocity of the aqueous and washing solvents is defined with respect to the reactor in which step c) of bringing the method of the invention into contact is carried out.
Dans l'étape c) de mise en contact du procédé de l'invention, la vitesse superficielle des particules d'alumine est comprise entre 1 mm.s-1 et 1 m.s-1car les particules d'alumine sont dispersées dans le solvant de lavage et sont en mouvement dans le réacteur. Ceci est différent dans les étapes de lavage par percolation de US 7 790 652 et EP 3 154 908. En effet, durant ces étapes de lavage par percolation, les particules d'alumine ne sont pas dispersées dans l'eau de lavage et ne sont pas en mouvement dans le réacteur de percolation car elles sont immobilisées dans la gâteau de filtration, leur vitesse superficielle par rapport au réacteur de percolation est donc nulle.In step c) of bringing the process of the invention into contact, the superficial velocity of the alumina particles is between 1 mm.s-1 and 1 m.s-1 because the alumina particles are dispersed in the solvent of washing and are moving in the reactor. This is different in the percolation washing steps of US 7,790,652 and EP 3,154,908. Indeed, during these percolation washing steps, the alumina particles are not dispersed in the washing water and are not not moving in the percolation reactor because they are immobilized in the filter cake, their superficial velocity relative to the percolation reactor is therefore zero.
Par exemple, la vitesse superficielle des particules d'alumine peut être non nulle et inférieure à la vitesse terminale de chute des particules d'alumine, en particulier être comprise entre 1 mm.s-1 et 1 m.s-1, plus particulièrement entre 2 mm.s-1 et 10 cm.s-1, et plus particulièrement encore entre 5 mm.s-1 et 5 cm.s-1.For example, the superficial velocity of the alumina particles may be non-zero and less than the terminal velocity of fall of the alumina particles, in particular be between 1 mm.s-1 and 1 m.s-1, more particularly between 2 mm.s-1 and 10 cm.s-1, and even more particularly between 5 mm.s-1 and 5 cm.s-1.
Le solvant aqueux du milieu réactionnel et le solvant de lavage sont des solvants liquides. Ils peuvent être identiques ou différents et miscibles, en particulier identiques. L'homme du métier saura choisir un solvant aqueux et un solvant de lavage différents et miscibles.The aqueous solvent of the reaction medium and the washing solvent are liquid solvents. They may be identical or different and miscible, in particular identical. A person skilled in the art will know how to choose an aqueous solvent and a different and miscible washing solvent.
Le solvant de lavage peut être choisi parmi l'eau, un solvant organique tel qu'un alcool, un solvant inorganique et leurs mélanges, en particulier l'eau, un solvant organique et leur mélange, plus particulièrement l'eau.The washing solvent can be chosen from water, an organic solvent such as an alcohol, an inorganic solvent and their mixtures, in particular water, an organic solvent and their mixture, more particularly water.
Le solvant aqueux du milieu réactionnel comprend de l'eau et éventuellement un composé choisi parmi un solvant organique tel qu'un alcool, un solvant inorganique et leurs mélanges, en particulier le solvant aqueux est l'eau.The aqueous solvent of the reaction medium comprises water and optionally a compound chosen from an organic solvent such as an alcohol, an inorganic solvent and mixtures thereof, in particular the aqueous solvent is water.
L'alcool peut être, par exemple, un alcool linéaire ou ramifié comprenant de 1 à 12 atomes de carbone, en particulier de 1 à 4 atomes de carbone, plus particulièrement de 2 atomes de carbone.The alcohol can be, for example, a linear or branched alcohol comprising from 1 to 12 carbon atoms, in particular from 1 to 4 carbon atoms, more particularly from 2 carbon atoms.
Selon un mode de réalisation très particulier, le solvant de lavage et le solvant aqueux du milieu réactionnel sont de l'eau.According to a very particular embodiment, the washing solvent and the aqueous solvent of the reaction medium are water.
Etape a) de précipitationstep a) precipitation
Le mélange dans le milieu réactionnel d'au moins un précurseur basique et d'au moins un précurseur acide nécessite soit, qu'au moins le précurseur basique ou le précurseur acide comprenne de l'aluminium, soit que les deux précurseurs basique et acide comprennent de l'aluminium.The mixture in the reaction medium of at least one basic precursor and at least one acid precursor requires either that at least the basic precursor or the acid precursor comprises aluminum, or that the two basic and acid precursors comprise aluminum.
Les précurseurs basiques comprenant de l'aluminium sont l'aluminate de sodium et l'aluminate de potassium. Le précurseur basique préféré est l'aluminate de sodium.The basic precursors comprising aluminum are sodium aluminate and potassium aluminate. The preferred basic precursor is sodium aluminate.
Les précurseurs acides comprenant de l'aluminium sont le sulfate d'aluminium, le chlorure d'aluminium et le nitrate d'aluminium. Le précurseur acide préféré est le sulfate d'aluminium.The acid precursors comprising aluminum are aluminum sulphate, aluminum chloride and aluminum nitrate. The preferred acid precursor is aluminum sulphate.
De préférence, le ou les précurseur(s) basique(s) et acide(s) sont ajoutés dans ladite première étape de précipitation a) en solutions aqueuse.Preferably, the basic and acid precursor(s) are added in said first precipitation step a) in aqueous solutions.
Selon un mode de réalisation le milieu réactionnel est constitué du solvant aqueux, en particulier le milieu réactionnel est de l'eau.According to one embodiment, the reaction medium consists of the aqueous solvent, in particular the reaction medium is water.
De préférence, ladite étape a) opère sous agitation.Preferably, said step a) operates with stirring.
De préférence, ladite étape a) est réalisée en l'absence d'additif organique.Preferably, said step a) is carried out in the absence of organic additive.
Les précurseurs acide et basique, qu'ils contiennent de l'aluminium ou pas, sont mélangées, de préférence en solution, dans le milieu réactionnel, dans des proportions telles que le pH de la suspension résultante est compris entre 8,5 et 10,5.The acid and basic precursors, whether they contain aluminum or not, are mixed, preferably in solution, in the reaction medium, in proportions such that the pH of the resulting suspension is between 8.5 and 10, 5.
Conformément à l'invention, c'est le débit relatif des précurseurs acide et basique qu'ils contiennent de l'aluminium ou pas, qui est choisi de manière à obtenir un pH du milieu réactionnel compris entre 8,5 et 10,5.In accordance with the invention, it is the relative flow rate of the acid and basic precursors, whether they contain aluminum or not, which is chosen so as to obtain a pH of the reaction medium of between 8.5 and 10.5.
Dans le cas préféré où les précurseurs basique et acide sont respectivement l'aluminate de sodium et le sulfate d'aluminium, le ratio massique dudit précurseur basique sur ledit précurseur acide est avantageusement compris entre 1,6 et 2,05.In the preferred case where the basic and acid precursors are respectively sodium aluminate and aluminum sulphate, the mass ratio of said basic precursor to said acid precursor is advantageously between 1.6 and 2.05.
Pour les autres précurseurs basique et acide, qu'ils contiennent de l'aluminium ou pas, les ratio massiques base/acide sont établis par une courbe de neutralisation de la base par l’acide. Une telle courbe est obtenue aisément par l’homme du métier.For the other basic and acid precursors, whether they contain aluminum or not, the base/acid mass ratios are established by a curve of neutralization of the base by the acid. Such a curve is easily obtained by those skilled in the art.
De préférence, ladite étape a) de précipitation est réalisée à un pH compris entre 8,5 et 10 et de manière très préférée entre 8,7 et 9,9.Preferably, said precipitation step a) is carried out at a pH of between 8.5 and 10 and very preferably between 8.7 and 9.9.
Les précurseurs acide et basique sont également mélangées dans des quantités permettant d'obtenir une suspension contenant la quantité désirée d'alumine, en fonction de la concentration finale en alumine à atteindre. En particulier, ladite étape a) permet l'obtention de 40 à 100% poids d'alumine en équivalent Al2O3 par rapport à la quantité totale d'alumine formée à l'issue de la ou les étapes de précipitation. Conformément à l'invention, c'est le débit du ou des précurseurs acide et basique contenant de l'aluminium qui est réglé de manière à obtenir un taux d'avancement de la première étape compris entre 40 et 100%.The acid and basic precursors are also mixed in quantities making it possible to obtain a suspension containing the desired quantity of alumina, depending on the final concentration of alumina to be achieved. In particular, said step a) makes it possible to obtain 40 to 100% by weight of alumina in Al2O3 equivalent relative to the total quantity of alumina formed at the end of the precipitation step(s). In accordance with the invention, it is the flow rate of the acid and basic precursor(s) containing aluminum which is adjusted so as to obtain a rate of advancement of the first stage of between 40 and 100%.
De préférence, le taux d'avancement de ladite étape de précipitation a) est compris entre 40 et 99%, de préférence entre 45 et 90 % et de manière préférée entre 50 à 85%. Dans le cas où le taux d'avancement obtenu à l'issue de l'étape a) de précipitation est inférieur à 100%, une deuxième étape de précipitation est nécessaire de manière à augmenter la quantité d'alumine formée. Dans ce cas, le taux d'avancement étant défini comme étant la proportion d'alumine formée en équivalent Al2O3 lors de ladite étape a) de précipitation par rapport à la quantité totale d'alumine formée à l'issue des deux étapes de précipitation du procédé de préparation selon l'invention.Preferably, the progress rate of said precipitation step a) is between 40 and 99%, preferably between 45 and 90% and more preferably between 50 and 85%. In the case where the progress rate obtained at the end of step a) of precipitation is less than 100%, a second precipitation step is necessary so as to increase the quantity of alumina formed. In this case, the progress rate being defined as being the proportion of alumina formed in Al2O3 equivalent during said step a) of precipitation relative to the total quantity of alumina formed at the end of the two precipitation steps of the preparation process according to the invention.
Ainsi, en fonction de la concentration en alumine visée à l'issue de la ou des étapes de précipitation, de préférence comprise entre 20 et 100 g/l, les quantités d'aluminium devant être apportées par les précurseurs acide et/ou basique sont calculées et le débit des précurseurs est réglé en fonction de la concentration desdits précurseurs en aluminium ajoutés, de la quantité d'eau ajouté dans le milieu réactionnel et du taux d'avancement requis pour la ou les étapes de précipitation.Thus, depending on the alumina concentration targeted at the end of the precipitation step(s), preferably between 20 and 100 g/l, the quantities of aluminum to be provided by the acid and/or basic precursors are calculated and the flow rate of the precursors is adjusted according to the concentration of said aluminum precursors added, the quantity of water added to the reaction medium and the progress rate required for the precipitation step or steps.
Les débits du ou des précurseurs acide et/ou basique contenant de l'aluminium dépendent de la dimension du réacteur utilisé et ainsi de la quantité d'eau ajoutée dans le milieu réactionnel.The flow rates of the acid and/or basic precursor(s) containing aluminum depend on the size of the reactor used and thus on the amount of water added to the reaction medium.
De préférence, ladite étape a) de précipitation est réalisée à une température comprise entre 10 et 45°C, de manière préférée entre 15 et 45 °C, de manière plus préférée entre 20 et 45°C et de manière très préférée entre 20 et 40°C.Preferably, said step a) of precipitation is carried out at a temperature of between 10 and 45° C., preferably between 15 and 45° C., more preferably between 20 and 45° C. and very preferably between 20 and 40°C.
Il est important que ladite étape a) de précipitation opère à basse température. Dans le cas où ledit procédé de préparation selon l'invention comprend deux étapes de précipitation, l'étape a) de précipitation est avantageusement réalisée à une température inférieure à la température de la deuxième étape de précipitation.It is important that said precipitation step a) operates at low temperature. In the case where said preparation process according to the invention comprises two precipitation steps, step a) of precipitation is advantageously carried out at a temperature below the temperature of the second precipitation step.
De préférence, ladite étape a) de précipitation est réalisée pendant une durée comprise entre 5 et 20 minutes, et de manière préférée de 5 à 15 minutes.Preferably, said precipitation step a) is carried out for a period of between 5 and 20 minutes, and preferably from 5 to 15 minutes.
Etape b) de traitement thermiqueStage b) heat treatment
Conformément à l'invention, ledit procédé de préparation comprend une étape b) de traitement thermique de la suspension de particules d'alumine obtenue à l'issue de l'étape a) de précipitation, ladite étape de traitement thermique opérant à une température comprise entre 60 et 200°C pendant une durée comprise entre 30 minutes et 5 heures, pour obtenir le gel d'alumine.In accordance with the invention, said preparation process comprises a step b) of heat treatment of the suspension of alumina particles obtained at the end of step a) of precipitation, said heat treatment step operating at a temperature between between 60 and 200° C. for a period of between 30 minutes and 5 hours, to obtain the alumina gel.
De préférence, ladite étape b) de traitement thermique est une étape de mûrissement.Preferably, said heat treatment step b) is a ripening step.
De préférence, ladite étape b) de traitement thermique opère à une température comprise entre 65 et 150°C, de préférence entre 65 et 130°C, de manière préférée entre 70 et 110°C, de manière très préférée entre 70 et 95°C.Preferably, said heat treatment step b) operates at a temperature of between 65 and 150° C., preferably between 65 and 130° C., more preferably between 70 and 110° C., very preferably between 70 and 95° C. vs.
De préférence, ladite étape b) de traitement thermique est mise en œuvre pendant une durée comprise entre 40 minutes et 5 heures, de préférence entre 40 minutes et 3 heures et de manière préférée entre 45 minutes et 2 heures.Preferably, said heat treatment step b) is implemented for a period of between 40 minutes and 5 hours, preferably between 40 minutes and 3 hours and more preferably between 45 minutes and 2 hours.
Deuxième étape de précipitation optionnelleOptional second precipitation step
Selon un mode de réalisation préféré, dans le cas où le taux d'avancement obtenu à l'issue de l'étape a) de précipitation est inférieur à 100%, ledit procédé de préparation comprend de préférence, une deuxième étape de précipitation a’) après la première étape de précipitation.According to a preferred embodiment, in the case where the rate of advancement obtained at the end of step a) of precipitation is less than 100%, said method of preparation preferably comprises a second step of precipitation a' ) after the first precipitation step.
Ladite deuxième étape de précipitation permet d'augmenter la proportion d'alumine produite.Said second precipitation step makes it possible to increase the proportion of alumina produced.
Ladite deuxième étape de précipitation a’) est avantageusement mise en œuvre entre ladite première étape de précipitation a) et l’étape b) de traitement thermique.Said second precipitation step a′) is advantageously implemented between said first precipitation step a) and step b) of heat treatment.
Dans le cas où une deuxième étape de précipitation est mise en œuvre, une étape de chauffage de la suspension obtenue à l'issue de l'étape a) de précipitation est avantageusement mise en œuvre entre les deux étapes de précipitation a) et a’).In the case where a second precipitation step is implemented, a step of heating the suspension obtained at the end of the precipitation step a) is advantageously implemented between the two precipitation steps a) and a′ ).
De préférence, ladite étape de chauffage de la suspension obtenue à l'issue de l'étape a), mise en œuvre entre ladite étape a) et la deuxième étape de précipitation a’) opère à une température comprise entre 20 et 90°C, de préférence entre 30 et 80°C, de manière préférée entre 30 et 70°C et de manière très préférée entre 40 et 65°C.Preferably, said step of heating the suspension obtained at the end of step a), implemented between said step a) and the second precipitation step a′), operates at a temperature between 20 and 90° C. , preferably between 30 and 80°C, more preferably between 30 and 70°C and very preferably between 40 and 65°C.
De préférence, ladite étape de chauffage est mise en œuvre pendant une durée comprise entre 7 et 45 minutes et de préférence entre 7 et 35 minutes.Preferably, said heating step is implemented for a period of between 7 and 45 minutes and preferably between 7 and 35 minutes.
Ladite étape de chauffage est avantageusement mise en œuvre selon toutes les méthodes de chauffage connues de l'homme du métier.Said heating step is advantageously implemented according to all the heating methods known to those skilled in the art.
Selon ledit mode de réalisation préféré, ledit procédé de préparation comprend une deuxième étape de précipitation de la suspension obtenue à l'issue de l'étape de chauffage, ladite deuxième étape opérant par ajout dans ladite suspension d'au moins un précurseur basique choisi parmi l'aluminate de sodium, l'aluminate de potassium, l'ammoniaque, l'hydroxyde de sodium et l'hydroxyde de potassium et d'au moins un précurseur acide choisi parmi le sulfate d'aluminium, le chlorure d'aluminium, le nitrate d'aluminium, l'acide sulfurique, l'acide chlorhydrique, et l'acide nitrique, dans laquelle au moins l'un des précurseurs basique ou acide comprend de l'aluminium, le débit relatif des précurseurs acide et basique est choisi de manière à obtenir un pH du milieu réactionnel compris entre 8,5 et 10,5 et le débit du ou des précurseurs acide et basique contenant de l'aluminium est réglé de manière à obtenir un taux d'avancement de la deuxième étape compris entre 0 et 60%, le taux d'avancement étant défini comme étant la proportion d'alumine formée en équivalent Al2O3 lors de ladite deuxième étape de précipitation par rapport à la quantité totale d'alumine formée à l'issue des deux étapes de précipitation et de préférence à l’issue de l’étape a’) du procédé selon l’invention, ladite étape opérant à une température comprise entre 40 et 90 °C, et pendant une durée comprise entre 2 minutes et 50 minutes.According to said preferred embodiment, said method of preparation comprises a second step of precipitation of the suspension obtained at the end of the heating step, said second step operating by adding to said suspension at least one basic precursor chosen from sodium aluminate, potassium aluminate, aqueous ammonia, sodium hydroxide and potassium hydroxide and at least one acid precursor chosen from aluminum sulphate, aluminum chloride, aluminum nitrate, sulfuric acid, hydrochloric acid, and nitric acid, wherein at least one of the basic or acidic precursors comprises aluminum, the relative rate of the acidic and basic precursors is chosen to so as to obtain a pH of the reaction medium comprised between 8.5 and 10.5 and the flow rate of the acid and basic precursor(s) containing aluminum is adjusted so as to obtain a progress rate of the second stage comprised between 0 and 60%, the progress rate was nt defined as being the proportion of alumina formed in Al2O3 equivalent during said second precipitation step relative to the total quantity of alumina formed at the end of the two precipitation steps and preferably at the end of the step a′) of the process according to the invention, said step operating at a temperature of between 40 and 90° C., and for a duration of between 2 minutes and 50 minutes.
De même que dans la première étape de précipitation a), l'ajout dans la suspension chauffée, d'au moins un précurseur basique et d'au moins un précurseur acide nécessite soit, qu'au moins le précurseur basique ou le précurseur acide comprenne de l'aluminium, soit que les deux précurseurs basique et acide comprennent de l'aluminium.As in the first precipitation step a), the addition to the heated suspension of at least one basic precursor and at least one acid precursor requires either that at least the basic precursor or the acid precursor comprises aluminum, or that both basic and acidic precursors comprise aluminum.
Les précurseurs basiques comprenant de l'aluminium sont l'aluminate de sodium et l'aluminate de potassium. Le précurseur basique préféré est l'aluminate de sodium.The basic precursors comprising aluminum are sodium aluminate and potassium aluminate. The preferred basic precursor is sodium aluminate.
Les précurseurs acides comprenant de l'aluminium sont le sulfate d'aluminium, le chlorure d'aluminium et le nitrate d'aluminium. Le précurseur acide préféré est le sulfate d'aluminium.The acid precursors comprising aluminum are aluminum sulphate, aluminum chloride and aluminum nitrate. The preferred acid precursor is aluminum sulphate.
De préférence, ladite deuxième étape de précipitation opère sous agitation.Preferably, said second precipitation step operates with stirring.
De préférence, ladite deuxième étape est réalisée en l'absence d'additif organique.Preferably, said second step is carried out in the absence of organic additive.
Les précurseurs acide et basique, qu'ils contiennent de l'aluminium ou pas, sont mélangées, de préférence en solution, dans le milieux réactionnel aqueux, dans des proportions telles que le pH de la suspension résultante est compris entre 8,5 et 10,5.The acid and basic precursors, whether they contain aluminum or not, are mixed, preferably in solution, in the aqueous reaction medium, in proportions such that the pH of the resulting suspension is between 8.5 and 10 ,5.
De même que dans l'étape a) de précipitation, c'est le débit relatif des précurseurs acide et basique qu'ils contiennent de l'aluminium ou pas, qui est choisi de manière à obtenir un pH du milieu réactionnel compris entre 8,5 et 10,5.As in step a) of precipitation, it is the relative flow rate of the acid and basic precursors, whether they contain aluminum or not, which is chosen so as to obtain a pH of the reaction medium of between 8, 5 and 10.5.
Dans le cas préféré où les précurseurs basique et acide sont respectivement l'aluminate de sodium et le sulfate d'aluminium, le ratio massique dudit précurseur basique sur ledit précurseur acide est avantageusement compris entre 1,6 et 2,05.In the preferred case where the basic and acid precursors are respectively sodium aluminate and aluminum sulphate, the mass ratio of said basic precursor to said acid precursor is advantageously between 1.6 and 2.05.
Pour les autres précurseurs basique et acide, qu'ils contiennent de l'aluminium ou pas, les ratio massique base/acide sont établis par une courbe de neutralisation de la base par l’acide. Une telle courbe est obtenue aisément par l’homme du métier.For the other basic and acid precursors, whether they contain aluminum or not, the base/acid mass ratios are established by a curve of neutralization of the base by the acid. Such a curve is easily obtained by those skilled in the art.
De préférence, ladite deuxième étape de précipitation est réalisée à un pH compris entre 8,5 et 10 et de manière préférée entre 8,7 et 9,9.Preferably, said second precipitation step is carried out at a pH of between 8.5 and 10 and preferably between 8.7 and 9.9.
Les précurseurs acide et basique sont également mélangés dans des quantités permettant d'obtenir une suspension contenant la quantité désirée d'alumine, en fonction de la concentration finale en alumine à atteindre. En particulier, ladite deuxième étape de précipitation permet l'obtention de 0 à 60% poids d'alumine en équivalent Al2O3 par rapport à la quantité totale d'alumine formée à l'issue des deux étapes de précipitation et de préférence à l’issue de l’étape a’).The acid and basic precursors are also mixed in quantities making it possible to obtain a suspension containing the desired quantity of alumina, depending on the final alumina concentration to be reached. In particular, said second precipitation step makes it possible to obtain from 0 to 60% by weight of alumina in Al2O3 equivalent relative to the total quantity of alumina formed at the end of the two precipitation steps and preferably at the end of step a').
De même que dans l'étape a) de précipitation, c'est le débit du ou des précurseurs acide et basique contenant de l'aluminium qui est réglé de manière à obtenir un taux d'avancement de la deuxième étape compris entre 0 et 60%, le taux d'avancement étant défini comme étant la proportion d'alumine formée lors de ladite deuxième étape de précipitation par rapport à la quantité totale d'alumine formée à l'issue des deux étapes de précipitation du procédé selon l'invention et de préférence à l’issue de l’étape a’).As in step a) of precipitation, it is the flow rate of the acid and basic precursor(s) containing aluminum which is regulated so as to obtain a rate of advancement of the second step of between 0 and 60 %, the progress rate being defined as being the proportion of alumina formed during said second precipitation step relative to the total quantity of alumina formed at the end of the two precipitation steps of the process according to the invention and preferably at the end of step a').
De préférence, le taux d'avancement de ladite deuxième étape de précipitation a) est compris entre 1 et 60, de préférence entre 10 et 55 % et de manière préféré entre 15 à 55%.Preferably, the progress rate of said second precipitation step a) is between 1 and 60, preferably between 10 and 55% and more preferably between 15 and 55%.
Ainsi, en fonction de la concentration en alumine visée à l'issue de la ou des étapes de précipitation, de préférence comprise entre 20 et 100 g/l, les quantités d'aluminium devant être apportées par les précurseurs acide et/ou basique sont calculées et le débit des précurseurs est réglé en fonction de la concentration desdits précurseurs en aluminium ajoutés, de la quantité d'eau ajoutée dans le milieu réactionnel et du taux d'avancement requis pour chacune des étapes de précipitation.Thus, depending on the alumina concentration targeted at the end of the precipitation step(s), preferably between 20 and 100 g/l, the quantities of aluminum to be provided by the acid and/or basic precursors are calculated and the flow rate of the precursors is adjusted according to the concentration of said aluminum precursors added, the quantity of water added to the reaction medium and the progress rate required for each of the precipitation steps.
De même que dans l'étape a) de précipitation, les débit du ou des précurseurs acide et/ou basique contenant de l'aluminium dépendant de la dimension du réacteur utilisé et ainsi de la quantité d'eau ajoutée dans le milieu réactionnel.As in step a) of precipitation, the flow rate of the acid and/or basic precursor(s) containing aluminum depends on the size of the reactor used and thus on the amount of water added to the reaction medium.
A titre d'exemple, si on travaille dans un réacteur de 3 l et que l'on vise 1l de suspension d’alumine de concentration finale en Al2O3 de 50 g/l, le taux d’avancement ciblé est de 50% en équivalent Al2O3 pour la première étape de précipitation. Ainsi, 50% de l’alumine totale doit être apportée lors de l’étape a) de précipitation. Les précurseurs d’alumine sont l’aluminate de sodium à une concentration de 155 g/l en Al2O3 et le sulfate d’aluminium à une concentration de 102 g/l en Al2O3. Le pH de précipitation de la première étape est fixée à 9,5 et la deuxième à 9. La quantité d’eau ajoutée dans le réacteur est de 622 ml.For example, if working in a 3 l reactor and aiming for 1 l of alumina suspension with a final Al2O3 concentration of 50 g/l, the targeted progress rate is 50% in equivalent Al2O3 for the first precipitation step. Thus, 50% of the total alumina must be added during step a) precipitation. The alumina precursors are sodium aluminate at a concentration of 155 g/l in Al2O3 and aluminum sulphate at a concentration of 102 g/l in Al2O3. The precipitation pH of the first stage is set at 9.5 and the second at 9. The amount of water added to the reactor is 622 ml.
Pour la première étape a) de précipitation opérant à 30°C et pendant 8 minutes, le débit de sulfate d’aluminium doit être de 10,5 ml/min et le débit d’aluminate de sodium est de 13,2 ml/min. Le ratio massique d'aluminate de sodium sur sulfate d’aluminium est donc de 1,91.For the first precipitation step a) operating at 30° C. and for 8 minutes, the flow rate of aluminum sulphate must be 10.5 ml/min and the flow rate of sodium aluminate is 13.2 ml/min . The mass ratio of sodium aluminate to aluminum sulphate is therefore 1.91.
Pour la deuxième étape de précipitation, opérant à 70°C, pendant 30 minutes, le débit de sulfate d’aluminium doit être de 2,9 ml/min et le débit d’aluminate de sodium est de 3,5 ml/min. Le ratio massique d'aluminate de sodium sur sulfate d’aluminium est donc de 1,84.For the second precipitation step, operating at 70°C, for 30 minutes, the flow rate of aluminum sulphate must be 2.9 ml/min and the flow rate of sodium aluminate is 3.5 ml/min. The mass ratio of sodium aluminate to aluminum sulphate is therefore 1.84.
De préférence, la deuxième étape de précipitation est réalisée à une température compris entre 40 et 80 °C, de manière préférée entre 45 et 70°C et de manière très préférée entre 50 et 70°C.Preferably, the second precipitation step is carried out at a temperature between 40 and 80°C, preferably between 45 and 70°C and very preferably between 50 and 70°C.
De préférence, la deuxième étape de précipitation est réalisée pendant une durée comprise entre 5 et 45 minutes, et de manière préférée de 7 à 40 minutes.Preferably, the second precipitation step is carried out for a period of between 5 and 45 minutes, and more preferably from 7 to 40 minutes.
La deuxième étape de précipitation permet généralement l'obtention d'une suspension d'alumine ayant une concentration en Al2O3 comprise entre 20 et 100 g/l, de préférence entre 20 et 80 g/l, de manière préférée entre 20 et 50 g/l.The second precipitation step generally makes it possible to obtain an alumina suspension having an Al2O3 concentration of between 20 and 100 g/l, preferably between 20 and 80 g/l, preferably between 20 and 50 g/l. I.
Dans le cas où ladite deuxième étape de précipitation est mise en œuvre, ledit procédé de préparation comprend également avantageusement une deuxième étape de chauffage de la suspension obtenue à l'issue de ladite deuxième étape de précipitation à une température comprise entre 50 et 95°C et de préférence entre 60 et 90°C.In the case where said second precipitation step is implemented, said preparation process also advantageously comprises a second step of heating the suspension obtained at the end of said second precipitation step to a temperature between 50 and 95°C. and preferably between 60 and 90°C.
De préférence, ladite deuxième étape de chauffage est mise en œuvre pendant une durée comprise entre 7 et 45 minutes.Preferably, said second heating step is implemented for a period of between 7 and 45 minutes.
Ladite deuxième étape de chauffage est avantageusement mise en œuvre selon toutes les méthodes de chauffage connues de l'homme du métier.Said second heating step is advantageously implemented according to all the heating methods known to those skilled in the art.
Ladite deuxième étape de chauffage permet d'augmenter la température du milieu réactionnel avant de soumettre la suspension obtenue à l'étape b) de traitement thermique.Said second heating step makes it possible to increase the temperature of the reaction medium before subjecting the suspension obtained to step b) of heat treatment.
Etape c) de mise en contactStep c) contacting
Le réacteur dans lequel l'étape c) de mise en contact est mise en œuvre peut être un réacteur à lit fluidisé ou un réacteur de décantation à lit mobile.The reactor in which the contacting step c) is implemented can be a fluidized bed reactor or a moving bed settling reactor.
Dans le réacteur, chacune des particules d'alumine est soumise à la force de gravité et à la force de frottement due aux solvants qui montent (sens d'écoulement vers le haut). Les particules d'alumine tombent (sens d'écoulement vers le bas) si la force de gravité est supérieure à la force de frottement. Les particules d'alumine montent (sens d'écoulement vers le haut) si la force de gravité est inférieure à la force de frottement. Les particules d'alumine peuvent également monter avant de tomber tandis que les solvants montent. Les particules d'alumine peuvent aussi tomber avant de monter tandis que les solvants montent. Certaines particules de la suspension traitée peuvent tomber, d'autres particules peuvent monter tandis que les solvants montent.In the reactor, each of the alumina particles is subjected to the force of gravity and the force of friction due to the rising solvents (flow direction upwards). The alumina particles fall (downward flow direction) if the force of gravity is greater than the force of friction. The alumina particles rise (upward flow direction) if the force of gravity is less than the force of friction. Alumina particles can also rise before falling as solvents rise. Alumina particles can also fall before rising as solvents rise. Some particles of the treated suspension may fall, other particles may rise as the solvents rise.
Dans le réacteur, chacune des particules d'alumine peut également être entrainée par les solvants qui descendent (sens d'écoulement des particules et des solvants vers le bas).In the reactor, each of the alumina particles can also be entrained by the solvents which descend (direction of flow of the particles and of the solvents downwards).
Ainsi, l'écoulement des particules d'alumine et l'écoulement des solvants dans le réacteur peuvent avoir des sens identiques, opposés ou les deux, en particulier des sens identiques ou opposés, plus particulièrement des sens opposés.Thus, the flow of the alumina particles and the flow of the solvents in the reactor can have identical or opposite directions or both, in particular identical or opposite directions, more particularly opposite directions.
Le procédé de lavage de l'invention est particulièrement efficace quand l'écoulement des particules d'alumine et l'écoulement des solvants dans le réacteur ont des sens opposés. En effet, le lavage est amélioré quand les particules d'alumine sont initialement mises en contact avec du solvant de lavage relativement moins frais puis avec du solvant de lavage de plus en plus frais.The washing process of the invention is particularly effective when the flow of the alumina particles and the flow of the solvents in the reactor have opposite directions. In fact, washing is improved when the alumina particles are initially brought into contact with relatively less fresh washing solvent and then with increasingly fresh washing solvent.
L'homme du métier saura adapter le procédé pour que l'écoulement des particules d'alumine et l'écoulement des solvants dans le réacteur aient des sens identiques et/ou opposés.A person skilled in the art will know how to adapt the process so that the flow of the alumina particles and the flow of the solvents in the reactor have identical and/or opposite directions.
En particulier, l'homme du métier ajustera des paramètres tels que la vitesse terminale de chute des particules d'alumine et la vitesse superficielle des solvants aqueux et de lavage pour que les écoulements aient des sens opposés. Par exemple, la vitesse superficielle des solvants aqueux et de lavage peut être ajustée pour être inférieure à la vitesse terminale de chute des particules d'alumine.In particular, those skilled in the art will adjust parameters such as the terminal falling velocity of the alumina particles and the superficial velocity of the aqueous and washing solvents so that the flows have opposite directions. For example, the superficial velocity of the aqueous and wash solvents can be adjusted to be lower than the terminal fall velocity of the alumina particles.
La vitesse terminale de chute (Vt) des particules d'alumine est déterminée grâce à la formule ci-dessous :
avec :
d P : la diamètre moyen des particules d'alumine (m),
ρ P : la masse volumique des particules d'alumine (kg/m3),
ρ S : la masse volumique du solvant aqueux et du solvant lavage (solvants identiques) ou du mélange de solvants de aqueux et de lavage (solvants différents et miscibles) (kg/m3),
C D : le coefficient de traînée.The terminal velocity of fall (Vt) of the alumina particles is determined using the formula below:
with :
d P : the average diameter of the alumina particles (m),
ρ P : the density of the alumina particles (kg/m 3 ),
ρ S : the density of the aqueous solvent and the washing solvent (identical solvents) or of the mixture of aqueous and washing solvents (different and miscible solvents) (kg/m 3 ),
C D : the drag coefficient.
Typiquement le diamètre moyen des particules d'alumine,d P , peut être compris entre 1 µm et 1000 µm, en particulier entre 5 µm et 500 µm, tout particulièrement entre 5 µm et 200 µm.Typically the average diameter of the alumina particles, d P , can be between 1 μm and 1000 μm, in particular between 5 μm and 500 μm, very particularly between 5 μm and 200 μm.
Le diamètre moyen des particules d'alumine peut être mesuré par granulométrie laser.The average diameter of the alumina particles can be measured by laser granulometry.
La masse volumique des particules d'alumine,ρ P , peut être compris entre 1000 kg/m3et 3500 kg/m3, en particulier entre 1100 kg/m3et 2500 kg/m3, tout particulièrement entre 1200 kg/m3et 1800 kg/m3.The density of the alumina particles, ρ P , can be between 1000 kg/m 3 and 3500 kg/m 3 , in particular between 1100 kg/m 3 and 2500 kg/m 3 , very particularly between 1200 kg/m 3 and 1800 kg/m 3 .
La masse volumique du solvant aqueux et du solvant lavage (solvants identiques) ou du mélange de solvants aqueux et de lavage (solvants différents et miscibles),ρ S , peut être compris entre 800 kg/m3et 1150 kg/m3, en particulier entre 900 kg/m3et 1100 kg/m3, tout particulièrement entre 990 kg/m3et 1010 kg/m3.The density of the aqueous solvent and the washing solvent (identical solvents) or of the mixture of aqueous solvents and washing (different and miscible solvents), ρ S , can be between 800 kg/m 3 and 1150 kg/m 3 , in particular between 900 kg/m 3 and 1100 kg/m 3 , most particularly between 990 kg/m 3 and 1010 kg/m 3 .
L'étape c) de mise en contact peut être réalisée en présence de floculants.Step c) of bringing into contact can be carried out in the presence of flocculants.
Au sens de la présente demande, on entend par "floculant" un composé organique ou inorganique qui permet la formation d'agglomérats de particules d'oxyde métallique.Within the meaning of the present application, the term “flocculant” is understood to mean an organic or inorganic compound which allows the formation of agglomerates of metal oxide particles.
Les floculants peuvent modifier le diamètre moyen des particules d'alumine et la masse volumique des particules d'alumine (on parle alors de diamètre moyen et de masse volumique des agglomérats de particules d'alumine). La présence des floculants lors de l'étape c) de mise en contact peut donc influencer la vitesse terminale de chute des particules d'alumine et donc le sens d'écoulement des particules d'alumine dans le réacteur.Flocculants can modify the average diameter of the alumina particles and the density of the alumina particles (we then speak of the average diameter and density of the alumina particle agglomerates). The presence of the flocculants during contacting step c) can therefore influence the terminal velocity of fall of the alumina particles and therefore the direction of flow of the alumina particles in the reactor.
De plus, les agglomérats de particules d'alumine formés par les floculants peuvent agir comme un filtre mobile qui sépare les particules d'alumine du solvant aqueux. En effet les agglomérats de particules d'alumine peuvent retenir les particules d'alumine isolées mais ne retiennent pas le solvant aqueux. En retenant les particules d'alumine isolées, les agglomérats de particules d'alumine vont s'alourdir puis, une fois qu'ils seront suffisamment lourds, tomber pour être facilement récupérés au fond du réacteur. De façon avantageuse, la présence des floculants facilite le lavage de la suspension traitée en favorisant la séparation entre les particules d'alumine et le solvant aqueux et facilite la récupération des particules d'alumine lavées.Additionally, the alumina particle agglomerates formed by the flocculants can act as a moving filter that separates the alumina particles from the aqueous solvent. Indeed the agglomerates of alumina particles can retain the isolated alumina particles but do not retain the aqueous solvent. By retaining the isolated alumina particles, the alumina particle agglomerates will become heavy and then, once they are heavy enough, fall to be easily recovered at the bottom of the reactor. Advantageously, the presence of the flocculants facilitates the washing of the treated suspension by promoting the separation between the alumina particles and the aqueous solvent and facilitates the recovery of the washed alumina particles.
Typiquement les floculants inorganiques peuvent être des sels d'aluminium ou de fer qui forment des hydroxydes insolubles qui précipitent dans l'eau. Par exemple, les floculants inorganiques peuvent être choisis parmi le sulfate d'aluminium, le polychlorure d'aluminium, l'aluminate de sodium, le chlorure de fer (III), le sulfate de fer (III), le sulfate de fer (II) le silicate de sodium (aussi appelé silice activée), et leur mélange.Typically inorganic flocculants can be aluminum or iron salts which form insoluble hydroxides which precipitate in water. For example, the inorganic flocculants can be chosen from aluminum sulphate, polyaluminium chloride, sodium aluminate, iron (III) chloride, iron (III) sulphate, iron (II ) sodium silicate (also called activated silica), and their mixture.
Typiquement les floculants organiques peuvent être des floculants non-ioniques, des floculants cationiques, des floculants anioniques et leurs mélanges, en particulier des floculants cationiques, des floculants anioniques et leur mélange.Typically the organic flocculants can be non-ionic flocculants, cationic flocculants, anionic flocculants and their mixtures, in particular cationic flocculants, anionic flocculants and their mixture.
A titre de floculants non-ioniques, on peut citer l'oxyde de polyéthylène, le polyacrylamide (PAM), le polyacrylamide partiellement hydrolysé (HPAM), la dextrane, et leurs mélanges.As non-ionic flocculants, mention may be made of polyethylene oxide, polyacrylamide (PAM), partially hydrolyzed polyacrylamide (HPAM), dextran, and mixtures thereof.
Les floculants cationiques peuvent, par exemple, être la polyéthylèneimine (PEI), le polyacrylamide-co-triméthylammonium, le chlorure d'éthyle méthyle acrylate (PTAMC) et le poly (N-méthyl-4-vinylpyridinium iodure).Cationic flocculants can, for example, be polyethyleneimine (PEI), polyacrylamide-co-trimethylammonium, ethyl methyl acrylate chloride (PTAMC) and poly (N-methyl-4-vinylpyridinium iodide).
Les floculants anioniques peuvent être du poly (acrylate de sodium), des sulfates de dextrane, des ligninsulfonates de haut poids moléculaire préparés par une réaction de condensation de formaldéhyde avec des ligninsulfonates et du polyacrylamide, et leurs mélanges.Anionic flocculants can be poly(sodium acrylate), dextran sulfates, high molecular weight ligninsulfonates prepared by a condensation reaction of formaldehyde with ligninsulfonates and polyacrylamide, and mixtures thereof.
Selon un mode de réalisation, les floculants peuvent présenter un poids moléculaire moyen compris entre 500 et 50 000 000, en particulier entre 1 000 et to 20 000 000, plus particulièrement entre 2 000 et 15 000 000, plus particulièrement encore entre 3 000 et 10 000 000.According to one embodiment, the flocculants may have an average molecular weight of between 500 and 50,000,000, in particular between 1,000 and to 20,000,000, more particularly between 2,000 and 15,000,000, more particularly still between 3,000 and 10,000,000.
La concentration massique en floculant dans le réacteur peut, par exemple, être comprise entre 0,05 kg/TMS (Tonne de Matière Sèche) et 20 kg/TMS, en particulier entre 0,1 kg/TMS et 10 kg/TMS, plus particulièrement entre 0,5 kg/TMS et 5 kg/TMS par rapport à la masse sèche des particules d'alumine présentes dans le réacteur.The mass concentration of flocculant in the reactor can, for example, be between 0.05 kg/TMS (Ton of Dry Matter) and 20 kg/TMS, in particular between 0.1 kg/TMS and 10 kg/TMS, plus particularly between 0.5 kg/TMS and 5 kg/TMS relative to the dry mass of the alumina particles present in the reactor.
La formation d'agglomérats de particules d'alumine agissant comme filtre mobile est favorisée lorsque la concentration massique en floculant est comprise dans les plages susmentionnées.The formation of agglomerates of alumina particles acting as a mobile filter is favored when the mass concentration of flocculant is included in the aforementioned ranges.
Les floculants peuvent être mélangés à la suspension traitée, au solvant de lavage ou aux deux, en particulier à la suspension traitée. Les floculants peuvent également être introduits directement dans le réacteur dans lequel l'étape c) de mise en contact est réalisée, en particulier dans le fond du réacteur ou à différents étages du réacteur..The flocculants can be mixed with the treated suspension, with the washing solvent or with both, in particular with the treated suspension. The flocculants can also be introduced directly into the reactor in which the contacting step c) is carried out, in particular in the bottom of the reactor or at different stages of the reactor.
L'introduction de la suspension traitée dans le réacteur, l'introduction du solvant de lavage dans le réacteur ou les deux peuvent être réalisées à un étage du réacteur ou à plusieurs étages du réacteur répartis sur la hauteur du réacteur, en particulier l'introduction de la suspension traitée dans le réacteur peut être réalisée à un étage du réacteur et l'introduction du solvant de lavage dans le réacteur peut être réalisée à plusieurs étages du réacteur répartis sur la hauteur du réacteur.The introduction of the treated suspension into the reactor, the introduction of the washing solvent into the reactor or both can be carried out on one stage of the reactor or on several stages of the reactor distributed over the height of the reactor, in particular the introduction of the suspension treated in the reactor can be carried out in one stage of the reactor and the introduction of the washing solvent into the reactor can be carried out in several stages of the reactor distributed over the height of the reactor.
L'introduction de la suspension traitée dans le réacteur et l'introduction du solvant de lavage dans le réacteur peuvent être réalisées à un même étage du réacteur ou à des étages différents du réacteur. Par exemple, l'introduction du solvant de lavage dans le réacteur peut être réalisée à un étage du réacteur et ²l'introduction de la suspension traitée dans le réacteur peut être réalisée à un étage du réacteur situé au-dessus de l'étage d'introduction du solvant de lavage. L'introduction du solvant de lavage dans le réacteur peut également être réalisée à plusieurs étages du réacteur répartis sur la hauteur du réacteur et l'introduction de la suspension traitée dans le réacteur peut être réalisée à un étage du réacteur situé au-dessus de l'étage d'introduction du solvant de lavage le plus haut.The introduction of the treated suspension into the reactor and the introduction of the washing solvent into the reactor can be carried out on the same stage of the reactor or on different stages of the reactor. For example, the introduction of the washing solvent into the reactor can be carried out at a stage of the reactor and the introduction of the treated suspension into the reactor can be carried out at a stage of the reactor located above the stage of introduction of the washing solvent. The introduction of the washing solvent into the reactor can also be carried out at several stages of the reactor distributed over the height of the reactor and the introduction of the treated suspension into the reactor can be carried out at a stage of the reactor located above the height of the reactor. the highest washing solvent introduction stage.
Typiquement, le ratio entre le débit d'introduction de la suspension traitée dans le réacteur et le débit d'introduction du solvant de lavage dans le réacteur est compris entre 0,5 et 10, en particulier entre 0,75 et 5, plus particulièrement entre 1 et 2.Typically, the ratio between the rate of introduction of the suspension treated into the reactor and the rate of introduction of the washing solvent into the reactor is between 0.5 and 10, in particular between 0.75 and 5, more particularly between 1 and 2.
Le gel d'alumine comprenant les particules d'alumine et un solvant usagé comprenant le solvant de lavage usagé et le solvant aqueux, éventuellement usagé, sont récupérés à l'issue de l'étape c) de mise en contact.The alumina gel comprising the alumina particles and a used solvent comprising the used washing solvent and the aqueous solvent, optionally used, are recovered at the end of step c) of bringing into contact.
La récupération du gel d'alumine, la récupération du solvant usagé ou les deux peuvent être réalisées à un étage du réacteur ou à plusieurs étages du réacteur répartis sur la hauteur du réacteur, en particulier à un étage du réacteur.The recovery of the alumina gel, the recovery of the used solvent or both can be carried out in one stage of the reactor or in several stages of the reactor distributed over the height of the reactor, in particular in one stage of the reactor.
La récupération du gel d'alumine et la récupération du solvant usagé peuvent être réalisées à un même étage du réacteur ou à des étages du réacteur différents. Par exemple la récupération du solvant usagé peut être réalisée à un étage du réacteur et la récupération du gel d'alumine peut être réalisée à un étage du réacteur situé en-dessous de l'étage de récupération du solvant usagé. La récupération du solvant usagé peut également être réalisée à plusieurs étages du réacteur répartis sur la hauteur du réacteur et la récupération du gel d'alumine peut être réalisée à un étage du réacteur situé en-dessous de l'étage de récupération du solvant usagé le plus bas.The recovery of the alumina gel and the recovery of the used solvent can be carried out on the same stage of the reactor or on different stages of the reactor. For example, the recovery of the used solvent can be carried out on one stage of the reactor and the recovery of the alumina gel can be carried out on a stage of the reactor located below the stage for recovering the used solvent. The recovery of the used solvent can also be carried out on several stages of the reactor distributed over the height of the reactor and the recovery of the alumina gel can be carried out on a stage of the reactor located below the stage for the recovery of the used solvent on lower.
De manière préférée, l'introduction du solvant de lavage dans le réacteur peut être réalisée à un étage du réacteur et l'introduction de la suspension traitée dans le réacteur peut être réalisée à un étage du réacteur situé au-dessus de l'étage d'introduction du solvant de lavage dans le réacteur, et la récupération du solvant usagé peut être réalisée à un étage du réacteur et la récupération du gel d'alumine peut être réalisée à un étage du réacteur situé en-dessous de l'étage de récupération du solvant usagé.Preferably, the introduction of the washing solvent into the reactor can be carried out at a stage of the reactor and the introduction of the treated suspension into the reactor can be carried out at a stage of the reactor located above the stage d. introduction of the washing solvent into the reactor, and the recovery of the used solvent can be carried out at a stage of the reactor and the recovery of the alumina gel can be carried out at a stage of the reactor located below the recovery stage used solvent.
De manière encore plus préférée, l'introduction du solvant de lavage dans le réacteur peut être réalisée à plusieurs étages du réacteur répartis sur la hauteur du réacteur, l'introduction de la suspension traitée dans le réacteur peut être réalisée à un étage du réacteur situé au-dessus de l'étage d'introduction du solvant de lavage le plus haut, la récupération du solvant usagé peut être réalisée à un étage du réacteur situé au-dessus de l'étage d'introduction du solvant de lavage le plus haut et la récupération du gel d'alumine peut être réalisée à un étage du réacteur situé en-dessous de l'étage de récupération du solvant usagé et en-dessous de l'étage d'introduction de la suspension traitée et, éventuellement, en dessous de l'étage d'introduction du solvant de lavage le plus bas.Even more preferably, the introduction of the washing solvent into the reactor can be carried out at several stages of the reactor distributed over the height of the reactor, the introduction of the treated suspension into the reactor can be carried out at a stage of the reactor located above the highest washing solvent introduction stage, the recovery of used solvent can be carried out at a stage of the reactor located above the highest washing solvent introduction stage and the recovery of the alumina gel can be carried out at a stage of the reactor located below the stage for recovering the used solvent and below the stage for introducing the treated suspension and, optionally, below the lowest washing solvent introduction stage.
Selon un mode de réalisation, l'étape c) de mise en contact peut être réalisée en lot ("batch" en anglais) ou en continu, en particulier en continu. De façon avantageuse, la productivité du procédé de lavage de l'invention est améliorée lorsque l'étape c) de mise en contact est réalisée en continu.According to one embodiment, step c) of bringing into contact can be carried out in batch ("batch" in English) or continuously, in particular continuously. Advantageously, the productivity of the washing process of the invention is improved when step c) of bringing into contact is carried out continuously.
L'étape c) de mise en contact peut être réalisée à une température comprise entre 15°C et 100°C, en particulier entre 20°C et 80°C, plus particulièrement entre 30°C et 70°C.Step c) of bringing into contact can be carried out at a temperature of between 15°C and 100°C, in particular between 20°C and 80°C, more particularly between 30°C and 70°C.
De façon avantageuse, le lavage de la suspension est d'autant plus efficace quand l'étape c) de mise en contact est réalisée dans les plages de température indiquée ci-dessus.Advantageously, the washing of the suspension is all the more effective when step c) of bringing into contact is carried out in the temperature ranges indicated above.
Typiquement, avant l'étape c) de mise en contact, la suspension, le solvant de lavage ou les deux peuvent êtres chauffés à une température comprise entre 15°C et 100°C, en particulier entre 20°C et 80°C, plus particulièrement entre 55°C et 65°C.Typically, before step c) of bringing into contact, the suspension, the washing solvent or both can be heated to a temperature of between 15° C. and 100° C., in particular between 20° C. and 80° C., more particularly between 55°C and 65°C.
Typiquement, le temps de séjour des particules d'alumine dans le réacteur peut être compris entre 1 min et 60min, en particulier entre 5 min et 40min, tout particulièrement entre 5 min et 20 min.Typically, the residence time of the alumina particles in the reactor can be between 1 min and 60 min, in particular between 5 min and 40 min, very particularly between 5 min and 20 min.
Le solvant usagé récupéré à l'issue de l'étape c) de mise en contact peut être analysé, par exemple par conductimétrie.The used solvent recovered at the end of step c) of bringing into contact can be analyzed, for example by conductimetry.
De façon avantageuse, cette analyse peut permettre de déterminer la qualité du lavage.Advantageously, this analysis can make it possible to determine the quality of the washing.
La fraction volumique de particules d'alumine du gel d'alumine peut être supérieure ou égale, en particulier supérieure, à la fraction volumique de particules d'alumine de la suspension de particules d'alumine. Par exemple la fraction volumique de particules d'alumine du gel d'alumine peut être comprise entre 1% et 30%, en particulier entre 3% et 20%, plus particulièrement entre 5% et 10%.The volume fraction of alumina particles of the alumina gel may be greater than or equal to, in particular greater than, the volume fraction of alumina particles of the suspension of alumina particles. For example, the volume fraction of alumina particles of the alumina gel can be between 1% and 30%, in particular between 3% and 20%, more particularly between 5% and 10%.
Au sens de la présente demande, on entend par "fraction volumique du gel d'alumine" le ratio entre le volume du squelette des particules d'alumine du gel d'alumine et le volume dudit gel d'alumine.Within the meaning of the present application, the term "volume fraction of the alumina gel" means the ratio between the volume of the skeleton of the alumina particles of the alumina gel and the volume of the said alumina gel.
De façon avantageuse, un gel d'alumine présentant une fraction volumique de particules d'alumine aussi élevée peut permettre de s'affranchir d'étape(s) intermédiaire(s) pour réaliser certaines étapes aval de séchage et/ou mise en forme dudit gel d'alumine. Par exemple, il est possible de sécher le gel d'alumine par atomisation sans étape préalable de remise en suspension ou de malaxer et extruder directement le gel d'alumine pour obtenir un support catalytique.Advantageously, an alumina gel having such a high volume fraction of alumina particles can make it possible to dispense with intermediate step(s) to carry out certain downstream drying and/or shaping steps of said alumina gel. For example, it is possible to dry the alumina gel by spraying without a prior resuspension step or to knead and extrude the alumina gel directly to obtain a catalytic support.
De plus, l'étape de mise en contact du procédé de lavage est facilement adaptable pour obtenir le gel d'alumine présentant la fraction volumique requise pour réaliser les étapes aval de séchage et/ou mise en forme tout en s'affranchissant de certaines étape(s) intermédiaire(s) telle que la remise en suspension.In addition, the contacting step of the washing process is easily adaptable to obtain the alumina gel having the volume fraction required to carry out the downstream drying and/or shaping steps while dispensing with certain steps. intermediate(s) such as resuspension.
Les particules d'alumine du gel d'alumine peuvent être analysées, après une éventuelle étape de séchage dudit gel d'alumine.The alumina particles of the alumina gel can be analyzed, after a possible step of drying said alumina gel.
Cette analyse peut, par exemple, être réalisée par ICP-MS. De façon avantageuse, cette analyse peut permettre de déterminer la qualité du lavage en déterminant la quantité de résidus de précipitation, tel que le soufre ou le sodium.This analysis can, for example, be carried out by ICP-MS. Advantageously, this analysis can make it possible to determine the quality of the washing by determining the quantity of precipitation residues, such as sulfur or sodium.
ExemplesExamples
Exemple 1 : Comparaison du procédé de lavage selon l'invention et d'un procédé comparatif comprenant une étape de filtration et une étape de lavage par percolation : effet d'un même volume d'eau sur la teneur en résidus.Example 1: Comparison of the washing process according to the invention and a comparative process comprising a filtration stage and a washing stage by percolation: effect of the same volume of water on the residue content.
Exemple 1.1: Procédé selon l'inventionExample 1.1: Process according to the invention
On réalise la synthèse d'une suspension d'alumine dans un réacteur de 7 l et une suspension finale de 5 l en 3 étapes, deux étapes de précipitation suivie d'une étape de traitement thermique. La concentration finale en alumine visée est de 45 g/l. La quantité d'eau ajoutée dans le réacteur est de 3267 ml. L’agitation est de 350 rpm tout au long de la synthèse.The synthesis of an alumina suspension is carried out in a 7 l reactor and a final suspension of 5 l in 3 stages, two precipitation stages followed by a heat treatment stage. The target final alumina concentration is 45 g/l. The amount of water added to the reactor is 3267 ml. Agitation is 350 rpm throughout the synthesis.
Une première étape de précipitation dans de l'eau, de sulfate d'aluminium Al2(SO4) et d'aluminate de sodium NaAlOO est réalisée à 30°C et pH=9,5 pendant une durée de 8 minutes. Les concentrations des précurseurs d'aluminium utilisées sont les suivantes : Al2(SO4) à 102 g/l en Al2O3et NaAlOO à 155g/l en Al2O3.
Une solution de sulfate d'aluminium Al2(SO4) est ajoutée en continu pendant 8 minutes à un débit de 69,6 ml/min à une solution d'aluminate de sodium NaAlOO à un débit de 84,5 ml/min selon un ratio massique base/acide = 1,84 de manière à ajuster le pH à une valeur de 9,5. La température du milieu réactionnel est maintenu à 30°C.
Une suspension contenant un précipité d'alumine est obtenue.
La concentration finale en alumine visée étant de 45 g/l, le débit des précurseurs sulfate d'aluminium Al2(SO4) et aluminate de sodium NaAlOO contenant de l'aluminium introduit dans la première étape de précipitations sont respectivement de 69,6 ml/min et 84,5 ml/min.
Ces débits de précurseurs acide et basique contenant de l'aluminium permettent d'obtenir à l'issue de la première étape de précipitation un taux d'avancement de 72%.
La suspension obtenue est ensuite soumise à une montée en température de 30°C à 68°C.
Une deuxième étape de précipitation de la suspension obtenue est ensuite réalisée par ajout de sulfate d'aluminium Al2(SO4) à une concentration de 102 g/l en Al2O3et d'aluminate de sodium NaAlOO à une concentration de 155 g/l en Al2O3. Une solution de sulfate d'aluminium Al2(SO4) est donc ajoutée en continu à la suspension chauffée obtenue à l'issue de la première étape de précipitation pendant 30 minutes à un débit de 7,2 ml/min à une solution d'aluminate de sodium NaAlOO selon un ratio massique base/acide = 1,86 de manière à ajuster le pH à une valeur de 9. La température du milieu réactionnel dans la deuxième étape est maintenue à 68°C.
Une suspension contenant un précipité d'alumine est obtenue.
La concentration finale en alumine visée étant de 45 g/l, le débit des précurseurs sulfate d'aluminium Al2(SO4) et aluminate de sodium NaAlOO contenant de l'aluminium introduit dans la deuxième étape de précipitations sont respectivement de 7,2 ml/min et de 8,8 ml/min.
Ces débits de précurseurs acide et basique contenant de l'aluminium permettent d'obtenir à l'issue de la deuxième étape de précipitation un taux d'avancement de 28%.A first step of precipitation in water, of aluminum sulphate Al 2 (SO 4 ) and of sodium aluminate NaAlOO is carried out at 30° C. and pH=9.5 for a period of 8 minutes. The concentrations of the aluminum precursors used are as follows: Al 2 (SO 4 ) at 102 g/l in Al 2 O 3 and NaAlOO at 155 g/l in Al 2 O 3 .
A solution of aluminum sulphate Al2(SO4) is added continuously for 8 minutes at a flow rate of 69.6 ml/min to a solution of sodium aluminate NaAlOO at a flow rate of 84.5 ml/min according to a ratio mass base/acid=1.84 so as to adjust the pH to a value of 9.5. The temperature of the reaction medium is maintained at 30°C.
A suspension containing an alumina precipitate is obtained.
The final alumina concentration targeted being 45 g/l, the flow rate of the precursors aluminum sulphate Al 2 (SO 4 ) and sodium aluminate NaAlOO containing aluminum introduced in the first precipitation stage are respectively 69.6 ml/min and 84.5 ml/min.
These flows of acid and basic precursors containing aluminum make it possible to obtain, at the end of the first precipitation step, a progress rate of 72%.
The suspension obtained is then subjected to a temperature rise from 30°C to 68°C.
A second stage of precipitation of the suspension obtained is then carried out by adding aluminum sulphate Al 2 (SO 4 ) at a concentration of 102 g/l in Al 2 O 3 and sodium aluminate NaAlOO at a concentration of 155 g/l in Al 2 O 3 . A solution of aluminum sulphate Al 2 (SO 4 ) is therefore continuously added to the heated suspension obtained at the end of the first precipitation step for 30 minutes at a flow rate of 7.2 ml/min to a solution of sodium aluminate NaAlOO according to a base/acid mass ratio=1.86 so as to adjust the pH to a value of 9. The temperature of the reaction medium in the second step is maintained at 68°C.
A suspension containing an alumina precipitate is obtained.
The final alumina concentration targeted being 45 g/l, the flow rate of the precursors aluminum sulphate Al 2 (SO 4 ) and sodium aluminate NaAlOO containing aluminum introduced into the second precipitation stage are respectively 7.2 ml/min and 8.8 ml/min.
These flows of acid and basic precursors containing aluminum make it possible to obtain, at the end of the second precipitation step, a progress rate of 28%.
La suspension obtenue est ensuite soumise à une montée en température de 68°C à 90°C pour subir une étape de traitement thermique dans laquelle elle est maintenue à 90°C pendant 60 minutes.The suspension obtained is then subjected to a temperature rise from 68° C. to 90° C. to undergo a heat treatment step in which it is maintained at 90° C. for 60 minutes.
La suspension obtenue est ensuite lavée dans un réacteur en lit fluidisé avec 5 l d'eau distillée selon le procédé de l'invention.The suspension obtained is then washed in a fluidized bed reactor with 5 l of distilled water according to the method of the invention.
La teneur en sodium dans le gel d'alumine obtenu à l'issu de cette étape de lavage est d'environ 100 ppm.The sodium content in the alumina gel obtained at the end of this washing step is approximately 100 ppm.
Exemple 1.2 : Procédé comparatif comprenant une étape de filtration et une étape de lavage par percolationExample 1.2: Comparative Process Comprising a Filtration Step and a Washing Step by Percolation
Une suspension d'alumine est obtenue par le même procédé que celui décrit dans l'Exemple 1.1.An alumina suspension is obtained by the same process as that described in Example 1.1.
Cette suspension est ensuite filtrée par déplacement d'eau sur un outil type Buchner fritté. Un gâteau de filtration est formé. Le gâteau de filtration est lavé par percolation avec 5 l d'eau distillée.This suspension is then filtered by displacement of water on a sintered Buchner type tool. A filter cake is formed. The filter cake is washed by percolation with 5 l of distilled water.
La teneur en sodium dans le gel d'alumine obtenu à l'issu de cette étape de lavage est d'environ 300 ppm.The sodium content in the alumina gel obtained at the end of this washing step is approximately 300 ppm.
Les Exemples 1.1 et 1.2 mettent en évidence que, pour un même volume d'eau, le procédé de l'invention permet d'atteindre des teneurs en sodium plus faible que le procédé comparatif.Examples 1.1 and 1.2 demonstrate that, for the same volume of water, the process of the invention makes it possible to achieve lower sodium contents than the comparative process.
Exemple 2 : Comparaison du procédé de lavage selon l'invention et d'un procédé comparatif comprenant une étape de filtration et une étape de lavage par percolation : étude du volume d'eau nécessaire pour atteindre la teneur en résidus souhaitée.Example 2: Comparison of the washing process according to the invention and a comparative process comprising a filtration stage and a washing stage by percolation: study of the volume of water necessary to reach the desired residue content.
Exemple 2.1: Procédé selon l'inventionExample 2.1: Process according to the invention
Une suspension d'alumine est obtenue par le même procédé que celui décrit dans l'Exemple 1.1.An alumina suspension is obtained by the same process as that described in Example 1.1.
La suspension obtenue est ensuite lavée dans un réacteur en lit fluidisé avec deux fois 5 l d'eau distillée selon le procédé de l'invention.The suspension obtained is then washed in a fluidized bed reactor with twice 5 l of distilled water according to the process of the invention.
La teneur en sodium dans les particules d'alumine du gel d'alumine obtenu à l'issu de cette étape de lavage est d'environ 0,08 ppm. Cette teneur est inférieure à la teneur en sodium maximale autorisée pour que le gel d'alumine puisse être utilisé en tant que support de catalyseur.The sodium content in the alumina particles of the alumina gel obtained at the end of this washing step is approximately 0.08 ppm. This content is lower than the maximum sodium content authorized for the alumina gel to be able to be used as a catalyst support.
Exemple 2.2 : Procédé comparatif comprenant une étape de filtration et une étape de lavage par percolationExample 2.2: Comparative Process Comprising a Filtration Step and a Washing Step by Percolation
Une suspension d'alumine est obtenue par le même procédé que celui décrit dans l'Exemple 1.1.An alumina suspension is obtained by the same process as that described in Example 1.1.
Cette suspension est ensuite filtrée par déplacement d'eau sur un outil type Buchner fritté. Un gâteau de filtration est formé. Le gâteau de filtration est lavé par percolation avec trois fois 5 l d'eau distillée.This suspension is then filtered by displacement of water on a sintered Buchner type tool. A filter cake is formed. The filtration cake is washed by percolation with three times 5 l of distilled water.
La teneur en sodium dans les particules d'alumine du gel d'alumine obtenu à l'issu de cette étape de lavage est d'environ 0,074 ppm. Cette teneur est inférieure à la teneur en sodium maximale autorisée pour que le gel d'alumine puisse être utilisé en tant que support de catalyseur.The sodium content in the alumina particles of the alumina gel obtained at the end of this washing step is approximately 0.074 ppm. This content is lower than the maximum sodium content authorized for the alumina gel to be able to be used as a catalyst support.
Les Exemples 2.1 et 2.2 mettent en évidence que le procédé de l'invention requière moins d'eau que le procédé comparatif pour atteindre une teneur en sodium inférieure à la teneur en sodium maximale autorisée pour que le gel d'alumine puisse être utilisé en tant que support de catalyseur.Examples 2.1 and 2.2 demonstrate that the process of the invention requires less water than the comparative process to achieve a sodium content lower than the maximum sodium content authorized for the alumina gel to be able to be used as as catalyst support.
Claims (8)
a) au moins une étape de précipitation d'une suspension de particules d'alumine, en milieu réactionnel comprenant un solvant aqueux, d'au moins un précurseur basique choisi parmi l'aluminate de sodium, l'aluminate de potassium, l'ammoniaque, l'hydroxyde de sodium et l'hydroxyde de potassium et d'au moins un précurseur acide choisi parmi le sulfate d'aluminium, le chlorure d'aluminium, le nitrate d'aluminium, l'acide sulfurique, l'acide chlorhydrique, et l'acide nitrique, dans laquelle au moins l'un des précurseurs basique ou acide comprend de l'aluminium, le débit relatif des précurseurs acide et basique est choisi de manière à obtenir un pH du milieu réactionnel compris entre 8,5 et 10,5 et le débit du ou des précurseurs acide et basique contenant de l'aluminium est réglé de manière à obtenir un taux d'avancement de la première étape compris entre 40 et 100%, le taux d'avancement étant défini comme étant la proportion de particules d'alumine formées en équivalent Al2O3lors de ladite étape a) de précipitation par rapport à la quantité totale de particules d'alumine formée à l'issue de la ou les étapes de précipitation, ladite étape a) opérant à une température comprise entre 10°C et 50°C, et pendant une durée comprise entre 2 minutes et 30 minutes,
b) une étape de traitement thermique de la suspension de particules d'alumine obtenue à l’issue de l’étape a), à une température comprise entre 50°C et 200°C pendant une durée comprise entre 30 minutes et 5 heures pour obtenir une suspension traitée comprenant des particules d'alumine, et
c) une étape de mise en contact des particules d'alumine de la suspension traitée avec un solvant de lavage dans un réacteur pour obtenir le gel d'alumine,
caractérisé en ce que, durant l'étape c) de mise en contact dans le réacteur, la vitesse relative des particules d'alumine par rapport aux solvants est différente de zéro et la vitesse superficielle des particules d'alumine est comprise entre 1 mm.s-1 et 1 m.s-1.Process for preparing an alumina gel having a high dispersibility index, said process comprising the following steps:
a) at least one step of precipitation of a suspension of alumina particles, in a reaction medium comprising an aqueous solvent, of at least one basic precursor chosen from sodium aluminate, potassium aluminate, aqueous ammonia , sodium hydroxide and potassium hydroxide and at least one acid precursor chosen from aluminum sulphate, aluminum chloride, aluminum nitrate, sulfuric acid, hydrochloric acid, and nitric acid, in which at least one of the basic or acid precursors comprises aluminium, the relative flow rate of the acid and basic precursors is chosen so as to obtain a pH of the reaction medium of between 8.5 and 10 .5 and the flow rate of the acid and basic precursor(s) containing aluminum is adjusted so as to obtain a progress rate of the first stage of between 40 and 100%, the progress rate being defined as being the proportion of alumina particles formed in Al 2 O 3 equivalent during ladi the precipitation step a) with respect to the total quantity of alumina particles formed at the end of the precipitation step or steps, said step a) operating at a temperature between 10° C. and 50° C., and for a duration between 2 minutes and 30 minutes,
b) a stage of heat treatment of the suspension of alumina particles obtained at the end of stage a), at a temperature comprised between 50° C. and 200° C. for a duration comprised between 30 minutes and 5 hours for obtain a treated suspension comprising alumina particles, and
c) a step of bringing the alumina particles of the treated suspension into contact with a washing solvent in a reactor to obtain the alumina gel,
characterized in that, during step c) of bringing into contact in the reactor, the relative velocity of the alumina particles with respect to the solvents is different from zero and the superficial velocity of the alumina particles is between 1 mm. s-1 and 1 sc-1.
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| FR2007616A FR3112540A1 (en) | 2020-07-20 | 2020-07-20 | Process for the preparation of a high dispersibility alumina gel |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3143592A1 (en) * | 2022-12-20 | 2024-06-21 | IFP Energies Nouvelles | PROCESS FOR PREPARING MESOPOROUS ALUMINA BY CHEMICAL COAGULATION |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7790652B2 (en) | 2003-09-17 | 2010-09-07 | Shell Oil Company | Process and catalyst for the hydroconversion of a heavy hydrocarbon feedstock |
| WO2015189195A1 (en) * | 2014-06-13 | 2015-12-17 | IFP Energies Nouvelles | Mesoporous residuum hydroconversion catalyst and method for preparing same |
| EP3154908A1 (en) | 2014-06-13 | 2017-04-19 | IFP Énergies nouvelles | Gel with high dispersibility and method for preparing same |
-
2020
- 2020-07-20 FR FR2007616A patent/FR3112540A1/en not_active Ceased
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7790652B2 (en) | 2003-09-17 | 2010-09-07 | Shell Oil Company | Process and catalyst for the hydroconversion of a heavy hydrocarbon feedstock |
| WO2015189195A1 (en) * | 2014-06-13 | 2015-12-17 | IFP Energies Nouvelles | Mesoporous residuum hydroconversion catalyst and method for preparing same |
| EP3154908A1 (en) | 2014-06-13 | 2017-04-19 | IFP Énergies nouvelles | Gel with high dispersibility and method for preparing same |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3143592A1 (en) * | 2022-12-20 | 2024-06-21 | IFP Energies Nouvelles | PROCESS FOR PREPARING MESOPOROUS ALUMINA BY CHEMICAL COAGULATION |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
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| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20220121 |
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| RX | Complete rejection |
Effective date: 20221028 |