急冷Ni－Al合金粉末催化剂的制备

摘要

本发明提供了一种急冷Ni－Al合金粉末催化剂的制备,合金中的Ni占30～55%wt,余量的Al,其特征在于采用超声气体雾化手段制备Ni－Al合金催化剂,工艺参数为:喷射温度:1400～1500℃;气源:空气;气体压力:20～80atm。在本发明中①熔融的合金一步成粉,提高了产品质量,且避免了环境污染;②拓宽了骨架镍型及其他合金催化剂的成分范围,可研制和开发出新的合金催化剂;③由于采用空气作为气源,从而成本大幅降低。

说明书

本发明涉及催化剂的制备，特别提供了一种采用先进的超声雾化技术，制备高性能的急冷Ni-Al合金粉末催化剂技术。

Ni-Al合金催化剂在工业催化剂中占有很重要的地位，广泛应用于石油化工、化纤、制药等行业，用量大、用途广。然而目前国际上仍沿用传统的工艺制备Ni-Al合金催化剂，存在五大避端：

(1)传统工艺制备Ni-Al合金催化剂采用冶炼-铸锭-破碎-球磨-筛分工艺，工序复杂。冶炼和铸锭，带来不可避免的合金催化剂成份和助剂的偏析，不能充分发挥各组元的作用。

(2)受传统工艺中只有经过合金锭″破碎″才能″球磨成粉″的限制，Ni-Al合金催化剂几十年的研究，其Ni-Al合金成份，只能在Ni₅₀Al₅₀的脆性合金的狭窄范围内转来转去(韧性合金很难破碎和球磨)；所以难以扩展和选择最佳成份。

(3)传统工艺采用的″破碎″和″球磨″，也限制了易燃、易氧化以及活性元素助剂的使用，从而限制了合金催化剂性能的进一步提高。

(4)按传统工艺，在合金炼成并铸锭之后，仍然需要″破碎＂和″球磨″两道工序，这非但″耗时费工″，而且造成″环境污染″。

(5)传统工艺采用的″球磨″，难以控制合金催化剂的″粒度范围＂，而经过＂风选″或″过筛″之后，很细的部分粉末又无法使用和回收，造成浪费和污染。

可见，传统工艺制备的Ni-Al合金催化剂远远不能满足国民经济日益发展的需要，迫切需要研制新型的合金催化剂取而代之。近些年来用快淬制备条带再研磨成粉的急冷Ni-Al合金粉末催化剂屡有报道，急冷Ni-Al的催化性能较传统产品大有提高，可是其生产远远没有脱离传统模式，制备成本较传统方法大大提高，因而一直不能投入生产。

本发明的目的在于提供一种急冷Ni-Al合金粉末催化剂的制备，其催化剂产品的成份范围宽，催化性能大幅提高，且其生产周期大为缩短，生产成本低。

本发明提供了一种急冷Ni-Al合金粉末催化剂的制备，合金中的Ni占30～55％wt，余量的Al，其特征在于采用超声气体雾化手段制备Ni-Al合金催化剂，工艺参数为：

喷射温度：1400～1500℃；

气    源：空气；

气体压力：20～80atm。

Ni-Al中还可加入Cr、Fe、Ti、Co、Nb、Cu、Si、Pd、Pt及稀土元素作助剂，加入量为0.01～1.5％wt。

采用超声雾化手段制备的Ni-Al合金粉形状为准球型是较为理想的催化剂形状，较之快淬条带再研磨成粉的相同成份的催化剂性能又有提高。一般情况下，超声气体雾化方法制备合金粉末多采用N₂、Ar、He作为气源，即使用气体循环装置也需定期补加N₂、Ar、He，生产成本很高。众所周知，采用空气作为气源，只需增加一个空气压缩机即可，经济方便，但是将空气用作活性合金粉的气源由于其可能会引起爆炸，在以往的经验中是被禁止的，本发明则克服了这一技术偏见，从而使生产成本大幅降低，实现了急冷Ni-Al合金催化剂工业化生产。总之，在本发明中①熔融的合金一步成粉，提高了产品质量，且避免了环境污染；②拓宽了骨架镍型及其他合金催化剂的成份范围，可研制和开发出新的合金催化剂；③由于采用空气作为气源，从而成本大幅降低。下面通过实施例详述本发明。

实施例1

将Ni、Al按比例装入超声气体雾化设备和加热炉内加热，熔炼喷射温度为1450±20℃，喷射压力为40～20atm，制备出成份为Ni 47.5％wt,Al 52.5％wt合金粉末催化剂，粉末粒度在10～80μm之间者大于85％。用于环丁烯砜加氢反应，比活性较传统工艺生产的同成分Ni-Al催化剂提高10％。

实施例2

将Ni、Al、Cr、Fe按比例装入超声气体雾化设备和加热炉内加热，熔炼喷射温度为1480±20℃，喷射压力为60～40atm，制备出成份为Ni 49％wt,Al 49.5％wt,Cr 1.0％wt,Fe 0.5％wt，合金粉末催化剂，粉末粒度在10～50μm之间者大于80％。用于己二腈加氢反应，比活性较传统工艺生产的同成分Ni-Al催化剂提高20％。

实施例3

将Ni、Al按比例装入超声气体雾化设备和加热炉内加热，熔炼喷射温度为1400±20℃，喷射压力为50～30atm，制备出成份为Ni 30％ wt,Al 70％ wt合金粉末催化剂，粉末粒度在10～80μm之间者大于85％。用于环丁烯砜加氢反应，比活性较传统工艺生产的Ni 49,Al 49.5,Cr 1.0,Fe 0.5提高25％。

实施例4

将Ni、Al、Ti按比例装入超声气体雾化设备和加热炉内加热，熔炼喷射温度为1480±20℃，喷射压力为70～50atm，制备出成份为Ni 49.7％wt,Al 50％ wt,Ti 0.3％wt，合金粉末催化剂，粉末粒度在10～50μm之间者大于80％。