氯化铝衍生物的制造方法技术

本发明专利技术涉及氯化铝衍生物的制造方法。本发明专利技术还涉及一种氢氯酸铝产品，其包含破碎晶体形式的氢氯酸铝粒子，所述粒子具有在50％至约85.6％范围内的碱度，40～65磅/立方英尺的堆积密度，以及在约10微米至约15微米的范围内的平均粒度。

Manufacturing methods of aluminium chloride derivatives

【技术实现步骤摘要】
氯化铝衍生物的制造方法本申请为国际申请PCT/US2015/049839于2017年3月9日进入中国国家阶段、申请号为201580048541.4、专利技术名称为“氯化铝衍生物的制造方法”的分案申请。相关申请本申请要求2014年9月12日提交的美国临时申请序列号62/049,457的权益，所述申请在此通过参考以其整体并入本文中。
本专利技术涉及通过使用处理六水合氯化铝(HEX)以制造具有特定碱度的干燥氯化铝产品的改进方法，使用非单质来源的原料来制造从0％碱性的HEX至85.6％碱性的氢氯酸铝(ACH)范围内的一族干燥氯化铝产品。
技术介绍
在氯化铝市场上，对从含有游离氢氯酸的溶液至液体产品和干燥产品两者范围内的碱度水平增加的产品存在需求。氯化铝的化学通式为Aln(OH)mCl3n-m。碱度被定义为的比，其中m小于或等于5.2。由于商品市场上金属的受控的可用性和价格的波动性，将单质铝用作生产这些产品的铝来源是不期望的。铝来源如铝矿(铝土矿)、精炼铝矿(三水合铝(ATH))或各种预溶解形式由于其可用性和相对稳定的价格而是更期望的。利用来自非金属来源的铝制造高碱度产品需要随着碱度增加而快速增加能量的量。除所述能量外，一旦碱度比大于0.3，则最终产品的稳定性开始下降。从该点(0.3碱度比)高达至0.83的碱度比，可以使用与专利号5,985,234中公开的技术相似的技术，其通常利用铝金属作为起始原料。增加碱度比的一个替代方法是从分子中除去氯而非添加铝。在该方法下，使用非单质来源的铝制造氯化铝的单纯溶液。已知，氯化铝溶液在超出饱和浓缩时形成六水合氯化铝的晶体，并且这些晶体在暴露于热时分解，从而释放氯化氢和水。该方法已经被用于制造高纯度氧化铝，和在较小的程度下制造碱性氯化铝，但仅用于分批操作中。减小分批操作的要求的方法将导致增加的制造效率、更低的成本和提高的安全性。若干公布描述了利用碾磨机和旋转运动以脱水和干燥材料的体系。参见，例如美国专利6,145,765；5,167,372；4,390,131；3,462,086；2,470,315；和美国公开号2004/0040178。这些体系并未解决与所述严格要求相关问题，例如在具有特定碱度的氯化铝产品的制造中必须解决的生发盐酸的处理。在另一个方法中，闪蒸干燥器涉及将浆料喷雾到干燥器上并且施加高温来蒸发气体和液体成分。参见，例如美国专利5,573,582。所形成晶体的蒸发、结晶和回收在本领域是众所周知的。参见，例如McCabe和Smith1976，UnitOperationsofChemicalEngineering(化工单元操作)，特别是以下章节：Evaporations(蒸发)，第425-463至11-118页，Crystallization(结晶)，第852-894页，和Filtration(过滤)，第922至953页；和Perry’sChemicalEngineeringHandbook(Perry化工手册)(第7版，Perry和Green，1999)，章节：Evaporation(蒸发)，第11-107至11-118页，Crystallization(结晶)，第18-35至18-55页，和Filtration(过滤)，第18-74至18-125页。实施方式的概述本文中公开的实施方式包括氢氯酸铝产品，所述氢氯酸铝产品包含破碎晶体形式的氢氯酸铝粒子，所述粒子的碱度在0％至约85.6％的范围内，表面积与重量之比为约295～约705m2/kg，包括两端点和之间的全部数值，其中通过激光衍射来测定所述比。在一个相关实施方式中，破碎的晶体粒子具有在约10微米至约15微米范围内的平均粒度。在另一个实施方式中，所述粒子的碱度为约83％，并且表面积与重量之比在约575～约700m2/kg的范围内，如通过激光衍射所测量的。在另一个相关实施方式中，破碎的晶体粒子的碱度为约50％、约60％、约72％、约83％或约85％。本文中公开的实施方式还包括制造具有期望碱度的六水合氯化铝粒子的方法，所述方法包括将高温气流施加至循环碾磨机以在所述碾磨机内在恒定温度下建立和维持循环气流。将六水合氯化铝晶体引入到加热的循环碾磨机中，其中晶体形成为氢氯酸铝粒子，并且基于粒子密度进行分离。所得粒子具有随所述恒定温度而变的碱度，并且在离开所述循环碾磨机时被干燥和收集。在一个相关实施方式中，恒定温度在200°F至400°F的范围内，从碾磨机收集的干燥粒子的碱度在约50％至约85.6％的范围内。在另一个相关实施方式中，恒定温度在220°F至240°F的范围内，干燥粒子包含碱度为0～5％的Al2Cl6。在另一个相关实施方式中，恒定温度在260°F至280°F的范围内，所述粒子包含碱度为14％～18％的Al2(OH)Cl5。在另一个相关实施方式中，恒定温度为约300～310°F，干燥粒子包含Al2(OH)2Cl4且具有约31～35％的碱度。在另一个相关实施方式中，恒定温度为约340～350°F，干燥粒子包含Al2(OH)3Cl3且具有约38～52％的碱度。在另一个相关实施方式中，恒定温度为约350～360°F，干燥粒子包含Al2(OH)4Cl2且具有64～68％的碱度。在又一个相关实施方式中，恒定温度为约380～400°F，干燥粒子包含Al2(OH)5Cl且具有81～85％的碱度。在另一个相关实施方式中，气流包含环境空气和蒸汽。在又一个相关实施方式中，干燥粒子具有约40～约65磅/立方英尺的堆积密度；和/或大于约300平方米/千克且小于约700平方米/千克的表面积；和/或大于500平方米/千克且小于600平方米/千克的表面积。在本专利技术的一个实施方式中，提供了制造具有不同碱度的氯化铝水合物的方法；所述方法包括将高温气流施加至循环碾磨机以维持制造加热循环流的恒定温度；将HEX粒子进料至循环碾磨机中，其中HEX粒子开始分解，从而形成具有各种碱度和密度的粒子；循环碾磨机内部的离心力引起粒子基于粒子密度进行分离；改变进料速率以维持恒定的出口温度；和在粒子离开循环碾磨机时收集干燥粒子。本专利技术的实施方式还包括通过本文中描述的方法制造和/或具有本文中所述的一种或多种粒子性质的氢氯酸铝粒子，所述粒子性质包括：碱度在0％至约85.6％的范围内；表面积与重量之比为约295～约705m2/kg；堆积密度为约40～约65磅/立方英尺。本文中描述的氯化铝产品使用极大地降低制备具有期望碱度的氯化铝产品所需的能量的方法和体系来有效地制造，因此相应地降低制造成本。本专利技术的实施方式还包括将本文中描述的氢氯酸铝粒子用于应用例如废水处理、催化剂载体体系的制造、和氯化铝产品的其它应用中的方法。附图说明参考以下的有关附图的详细说明将更容易理解实施方式的前述特征，其中：图1是根据本专利技术的一个实施方式的制造具有各种碱度的氯化铝的方法的流程图。图2是根据图1的方法制造具有各种碱度的氯化铝水合物的体系的一个实施方式的示意性代表。图3是显示通过碾磨机(第一个峰)、喷雾干燥(第二个峰)或使用流化床干燥器(第三个峰)制造的氯化铝粒子的粒度分布分析的结果的图(A)。同样示出的是显示所述粒度分布的数值的表(B)。通过碾磨机制造的氯化铝粒子根据本专利技术的一个实施方式来制造，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氢氯酸铝产品，其包含破碎晶体形式的氢氯酸铝粒子，所述粒子具有在50％至约85.6％范围内的碱度，40磅/立方英尺至65磅/立方英尺的堆积密度，以及在约10微米至约15微米的范围内的平均粒度。

【技术特征摘要】
2014.09.12 US 62/049,4571.一种氢氯酸铝产品，其包含破碎晶体形式的氢氯酸铝粒子，所述粒子具有在50％至约85.6％范围内的碱度，40磅/立方英尺至65磅/立方英尺的堆积密度，以及在约10微米至约15微米的范围内的平均粒度。2.权利要求1所述的氢氯酸铝产品，其中所述粒子具有通过激光衍射测定的295m2/kg至705m2/kg的比表面积。3.权利要求2所述的氢氯酸铝产品，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：布鲁斯·旺德，
申请(专利权)人：尤萨科有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US