DE1063589B

DE1063589B - Process for the production of practically pure aluminum oxide

Info

Publication number: DE1063589B
Application number: DEI14812A
Authority: DE
Inventors: George Clarkson Vincent
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1957-05-16
Filing date: 1958-05-09
Publication date: 1959-08-20

Description

Verfahren zur Herstellung von praktisch reinem Aluminiumoxyd Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Aluminiumoxyd.Process for the preparation of practically pure alumina The invention refers to the manufacture of aluminum oxide.

Es ist bekannt, Aluminiumoxyd durch die Hydrolyse eines Aluminiumalkoxyds zu gewinnen. Das durch dieses Verfahren hergestellte Aluminiumoxyd ist, vorausgesetzt, daß es praktisch rein ist, besonders für die Herstellung von hochaktivere Katalysatoren geeignet, bei denen das- Aluminiumoxyd aktiver Bestandteil ist oder ass Träger dient. -Bisher wurde die erforderliche Reinheit des. Aluminiumoxyds durch die Verwendung eines Aluminiums mit einer Reinheit von wenigstens 99,9"/o bei der Herstellung des Alkoxyds durch Umsetzung von Aluminium mit einem Alkohol gesichert.It is known to produce aluminum oxide by the hydrolysis of an aluminum alkoxide to win. The alumina produced by this process is provided that it is practically pure, especially for the production of more active catalysts suitable in which the aluminum oxide is an active ingredient or serves as a carrier. - So far, the required purity of the. Aluminum oxide has been achieved by using of an aluminum with a purity of at least 99.9 "/ o in the manufacture of the Alkoxyds secured by reacting aluminum with an alcohol.

Es würde einen beträchtlichen Vorteil- bedeuten, wenn bei der Herstellung des Alkoxyds ein weniger reines Aluminium verwendet werden könnte. Wenn je- doch diese Darstellung bei Verwendung eines Aluminiums mit einer Reinheit unter 99,9°/o durchgeführt wird, dann enthält die. entstehende Lösung des Alkoxyds in Alkohol Verunreinigungen, die aus dem Aluminium stammen, in kolloidaler Form, welche sich nur sehr langsam aus der Lösung absetzen. Das durch die Hydrolyse einer derartigen Alkoxydlösung hergestellte Aluminiumoxyd kann daher beachtliche Mengen von Verunreinigungen enthalten, die die Wirksamkeit des aus dem Aluminiumoxyd hergestellten Katalysators ungünstig beeinflussen können.There would be a considerable advantage if a less pure aluminum could be used in the manufacture of the alkoxide. However, if this representation is carried out using an aluminum with a purity of less than 99.9 %, then the. resulting solution of the alkoxide in alcohol. Impurities originating from the aluminum, in colloidal form, which settle out of the solution only very slowly. The aluminum oxide produced by the hydrolysis of such an alkoxide solution can therefore contain considerable amounts of impurities which can adversely affect the effectiveness of the catalyst produced from the aluminum oxide.

Es ist nunmehr gefunden worden, daß idiese in der Alkoxydlösung vorhandenen, kolloidalen Verunreinigungen relativ rasch zum Absetzen aus der Lösung veranlaßt werden können, wenn ein Kohlenwasserstoff zugesetzt wird, und daß dann die entstehende, gereinigte Lösung durch Hydrolyse ein praktisch reines Aluminiumoxyd ergibt.It has now been found that these present in the alkoxide solution causes colloidal contaminants to settle out of solution relatively quickly can be, if a hydrocarbon is added, and that then the resulting, Purified solution gives a practically pure aluminum oxide by hydrolysis.

Zwar ist in der deutschen Patentschrift 940 346 bei einem Verfahren zur Herstellung von Aluminiumoxydhydrosolen durch Hydrolyse von Aluminiumalkoholaten mit Wasser erwähnt, daß man bei der Herstellung von Aluminiumalkoholat durch Umsetzen von Aluminium mit Alkohol auch ein Gemisch von Alkoholen mit einem flüssigen Kohlenwasserstoff verwenden kann, um die Abtrennung des Alkohols und Wassers nach der Hydrolyse des Alkoxyds zu erleichtern. Doch ist nirgends eine Anregung zu finden, irgendwelche abgeschiedenen Verunreinigungen aus der Alkoholatlösung vor der Hydrolyse abzutrennen. Daher führt das Gemisch aus Alkohol, Kohlenwasserstoff und Alkoholat durch Hydrolyse zu einem flüssigen Produkt, welches sich in eine obere Alkohol-Kohlenwasserstoff-Schicht und eine untere, wäßrige das Aluminiumhydroxyd enthaltende Schicht trennt, die naturgemäß noch die im Ausgangsaluminium enthalten gewesenen Verunreinigungen enthält. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher ein Verfahren zur Herstellung von praktisch reinem AluminiumGxyd vorgeschlagen, das aus folgenden Arbeitsgängen besteht: Umsetzen des Aluminiums mit einem Alkohol, um eine Lösung eines Aluminiumalkoxyds in dem Alkohol zu bilden, Zusetzen eines Kohlenwasserstoffs oder einer Mischung von Kohlenwasserstoffen zu der Lösung, um das Absetzen der in der Lösung suspendierten Verunreinigungen zu bewirken., Abtrennen der Verunreinigungen und Hydrolysi@eren des Alkoxyds.It is true that in German patent specification 940 346 there is one method for the production of aluminum oxide hydrosols by hydrolysis of aluminum alcoholates mentioned with water that one in the production of aluminum alcoholate by reaction of aluminum with alcohol also a mixture of alcohols with a liquid hydrocarbon can be used to separate the alcohol and water after hydrolysis of the To facilitate alkoxyds. But nowhere is a suggestion to be found, any separated impurities from the alcoholate solution prior to hydrolysis. Therefore, the mixture of alcohol, hydrocarbon and alcoholate undergoes hydrolysis to a liquid product, which is in an upper alcohol-hydrocarbon layer and a lower, aqueous layer containing the aluminum hydroxide separates the naturally still contains the impurities that were contained in the starting aluminum. According to of the present invention therefore becomes a method of making practical Proposed pure aluminum oxide, which consists of the following operations: Transfer of aluminum with an alcohol to form a solution of an aluminum alkoxide in the Forming alcohol, adding a hydrocarbon or a mixture of hydrocarbons to the solution to prevent the impurities suspended in the solution from settling to effect., Separation of the impurities and hydrolysing of the alkoxide.

Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist besonders auf Aluminium anwendbar, das einen Reinheitsgrad von weniger als 99,9"/o besitzt, beispielsweise 99,5 %.The method according to the present invention is particularly applicable to aluminum applicable which has a degree of purity of less than 99.9 "/ o, for example 99.5%.

Eine große Zahl von Alkoholen kann zur Bildung des Alkoxyds verwendet werden. Besonders geeignete Alkohole sind Äthanol, P'ropanole und B.utanole.A large number of alcohols can be used to form the alkoxide will. Particularly suitable alcohols are ethanol, propanols and butanols.

Die Kohlenwasserstoffe müssen unter den Verfahrensbedingungen flüssig sein und sollten wenigstens teilweise mit der alkoholischen Lösung des Alkoxyds mischbar und vorzugsweise leicht durch Destillation von dem Alkoxyd zu trennen sein.The hydrocarbons must be liquid under the process conditions and should be at least partially with the alcoholic solution of the alkoxide miscible and preferably easy to separate from the alkoxide by distillation.

Es können verschiedene Arten von Kohlenwasserstoffen in dem Verfahren verwendet werden. Beispiele von sehr geeigneten Kohlenwasserstoff en sind Parafinkohlenwasserstoffe, wie Pentane und Hexarne. Auch aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol and Xylol, sind geeignet.There can be different types of hydrocarbons in the process be used. Examples of very suitable hydrocarbons are paraffin hydrocarbons, how Pentanes and hexarns. Aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and Xylene are suitable.

Es können Mischungen von Kohlenwasserstoffeh verwendet werden, z. B. Petroläther mit einem Siede-?unkt zwischen 40 und 60° C.Mixtures of hydrocarbons can be used, e.g. B. Petroleum ether with a boiling point between 40 and 60 ° C.

Das Volumen des verwendeten Kohlenwasserstoffs sollte vorzugsweise annähernd gleich dem Volumen der Lösung des Alkoxyds in dem Alkohol sein. Jedoch sönnen auch größere oder kleinere Volumina als die 3evorzugten verwendet werden.The volume of the hydrocarbon used should preferably be approximately equal to the volume of the solution of the alkoxide in the alcohol. However Larger or smaller volumes than the 3 preferred can also be used.

Obwohl die Absetzung der Verunreinigungen durch den Kohlenwasserstoff durch Erwärmen der Mischung von Kohlenwasserstoff, Alkohol und Alkoxyd auf Temperaturen unterhalb des Siedepunktes der Mischung erleichtert werden kann, wird es vorgezo-;en, den Absetzungsvorgang bei Raumtemperaturen 3urchzuführen.Although the deposition of the impurities by the hydrocarbon by heating the mixture of hydrocarbon, alcohol and alkoxide to temperatures can be facilitated below the boiling point of the mixture, it is preferred to carry out the settling process at room temperatures.

Die Verunreinigungen können aus der Alkoxydlösung durch verschiedene Methoden entfernt werden, a. B. durch Filtrieren oder Zentrifugieren. Eine besonders geeignete Methode besteht darin, die oben schwimmende Flüssigkeit erst zu dekantieren und Sann zu filtrieren.The impurities can come from the alkoxide solution by various means Methods are removed, a. B. by filtration or centrifugation. One special a suitable method is to first decant the liquid floating above and filter it.

Nach Abtrennung der Verunreinigungen kann der Kohlenwasserstoff von der Alkoxydlösung vorzugsweise durch Destillation getrennt und das Alkoxyd Bann hydrolysiert werden. Der zurückgewonnene Kohlenwasserstoff, der etwas Alkohol enthalten kann, kann in dem Verfahren wieder verwendet werden.After the impurities have been separated off, the hydrocarbon can be removed from the alkoxide solution is preferably separated by distillation and the alkoxide ban be hydrolyzed. The recovered hydrocarbon containing some alcohol can be reused in the process.

Das Alkoxyd kann durch verschiedene Hydrolysierungsmittel hydrolysiert werden. Sehr geeignete Hydrolysierungsmittel sind Wasser und wäßrige Lösun-;en von Ammoniak. Beispiel Eine Aluminiumisopropoxyd enthaltende Lösung wurde hergestellt, indem kleine Stücke von 99,5 °/Qigem Aluminium mit heißen Dämpfen von Isapropanol in Berührung gebracht wurden.. 101 dieser etwa 80 % Aluminiumpropoxyd enthaltenden Lösung wurden in °in 20-1-Gefäß eingefüllt, das ,dann mit Petroläther vom Siedepunkt 40 bis 60° C aufgefüllt wurde. Ein schwarzer Schlamm, der hauptsächlich aus Eisen bestand, setzte sich auf dem Boden des Gefäßes ab.The alkoxide can be hydrolyzed by various hydrolyzing agents will. Very suitable hydrolyzing agents are water and aqueous solutions of Ammonia. Example A solution containing aluminum isopropoxide was prepared by adding small pieces of 99.5 ° / Qigem aluminum with hot vapors of isapropanol were brought into contact .. 101 of these containing about 80% aluminum propoxide Solution were filled in ° in 20-1 vessel, then with petroleum ether from the boiling point 40 to 60 ° C was filled. A black mud composed mainly of iron passed, settled on the bottom of the jar.

Die Mischung aus Petroläther, Aluminiumisopropoxyd und Isopropanol wurde dann von dem Schlamm dekantiert; filtriert und der Petroläther abdestilliert. Die Lösung von Isopropoxyd und Isopropanol wurde dann allmählich zu viel kochendem Wasser zugegeben und der erfolgende Niederschlag von wasserhaltigem Aluminiumoxyd abfiltriert, getrocknet und calciniert.The mixture of petroleum ether, aluminum isopropoxide and isopropanol was then decanted from the sludge; filtered and the petroleum ether was distilled off. The solution of isopropoxide and isopropanol then gradually became too much boiling Water added and the resulting precipitate of hydrous aluminum oxide filtered off, dried and calcined.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for the production of practically pure Aluminum oxide by hydrolysis of anhydrous solutions of aluminum alcoholates with water or aqueous liquids, characterized in that the alcoholate solution a hydrocarbon or mixture prior to the addition of the hydrolyzing agent of hydrocarbons for the deposition of the impurities suspended in the solution adds, then - separates the impurities and the hydrocarbon again removed.

2. The method according to claim 1, characterized in that the starting product an aluminum with a purity of less than 99.9% is used.

3. Procedure according to claims 1 and 2, characterized in that the hydrocarbon is a paraffin hydrocarbon is needed.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the volume of the hydrocarbon is the volume of the solution of the alkoxide in the alcohol is approximately the same.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the hydrocarbon is separated by distillation from the purified alkoxide solution before the hydrolysis of the alkoxide. Considered publications: German Patent Specifications No. 801 154, 883 744, 902 253, 903 691, 909 934, 940 346.