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JP7784286B2 - Method for producing porous silica-alumina particles - Google Patents
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JP7784286B2 - Method for producing porous silica-alumina particles - Google Patents

Method for producing porous silica-alumina particles

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JP7784286B2
JP7784286B2 JP2021203321A JP2021203321A JP7784286B2 JP 7784286 B2 JP7784286 B2 JP 7784286B2 JP 2021203321 A JP2021203321 A JP 2021203321A JP 2021203321 A JP2021203321 A JP 2021203321A JP 7784286 B2 JP7784286 B2 JP 7784286B2
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Description

本発明は、高い比表面積と高い細孔容積をもつ非晶質の多孔質シリカアルミナ粒子の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing amorphous porous silica-alumina particles with a high specific surface area and a high pore volume.

シリカ-アルミナ組成物を調製する方法は当技術分野において周知であり、中和反応法とpHスイング法が代表的な方法として挙げられる。 Methods for preparing silica-alumina compositions are well known in the art, with representative methods including the neutralization reaction method and the pH swing method.

中和反応(共沈法、共ゲル化法)法としては、特許文献1~4のように、シリカヒドロゲルと金属塩の溶液を混合して、金属塩を内部に均等に含有する非晶質シリカ-アルミナを製造できるようにする調製法が挙げられる。 Examples of neutralization reaction (coprecipitation, cogelation) methods include those described in Patent Documents 1 to 4, in which silica hydrogel and a metal salt solution are mixed to produce amorphous silica-alumina that contains the metal salt uniformly throughout.

また、pHスイング法(浸漬法)としては、特許文献5および6のように、反応混合物のpHを変化させ、それによってシリカおよびアルミナを沈澱させることによって、単一の容器中で非晶質シリカ-アルミナを製造できるようにする調製法が挙げられる。 The pH swing method (immersion method), as described in Patent Documents 5 and 6, includes a preparation method that enables the production of amorphous silica-alumina in a single vessel by changing the pH of the reaction mixture, thereby precipitating silica and alumina.

特公昭27-3989号公報Special Publication No. 27-3989 特公昭31-1862号公報Special Publication No. 31-1862 特公昭30-5963号公報Special Publication No. 30-5963 特公昭32-413号公報Special Publication No. 32-413 特表2010-537808号公報Special Publication No. 2010-537808 特表2016-502971号公報Special Publication No. 2016-502971

しかしながら、従来の技術では、特許文献1~6に記載の調製方法から得られる多孔質シリカアルミナは、比表面積が比較的小さい、すなわち、400m/gよりはるかに小さい傾向があり、粒子強度が低い場合があるという問題があった。 However, in the prior art, the porous silica-alumina obtained by the preparation methods described in Patent Documents 1 to 6 tend to have a relatively small specific surface area, i.e., much smaller than 400 m 2 /g, and have the problem that the particle strength may be low.

さらには、細孔容積が1.0mL/gよりも小さい傾向があるという問題があった。 Furthermore, there was a problem that the pore volume tended to be smaller than 1.0 mL/g.

本発明の目的は、高い比表面積と高い細孔容積をもち、より粒子強度を高めた多孔質シリカアルミナ粒子の製造方法を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a method for producing porous silica-alumina particles that have a high specific surface area, a high pore volume, and increased particle strength.

このような技術的背景のもと、発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、高い比表面積と高い細孔容積をもち、粒子強度を高めた多孔質シリカアルミナ粒子が得られる製造方法を知見し、本発明を開発するに至った。
前記課題を解決し上記の目的を実現するため開発した本発明は、下記のとおりのものである。すなわち、本発明は、多孔質シリカアルミナ粒子の製造方法であって、
a.擬ベーマイトアルミナ水和物を含む水溶液を得る工程と、
b.シリカ粉末を含む水溶液を得る工程と、
c.前記擬ベーマイトアルミナ水和物を含む水溶液と、前記シリカ粉末を含む水溶液を混合したスラリーを、pH7.0~9.0の範囲で、温度40~95℃で10分~10時間の範囲で反応促進を行い、シリカアルミナ混合物を含む水溶液を得る工程と、
d.前記シリカアルミナ混合物を含む水溶液を乾燥して、多孔質シリカアルミナ粒子を得る工程と、
を含む多孔質シリカアルミナ粒子の製造方法を提案する。
ただし、多孔質シリカアルミナ粒子は、
BET法で測定した比表面積SAが400~600m/gの範囲にあり、
BJH法で測定した細孔容積PVが1.0~2.0mL/gの範囲にあり、
BJH法で測定した平均細孔径PDが6~30nmの範囲にあり、
シリカとアルミナとが質量比で、2/98~70/30の範囲にある。
Under such technical background, the inventors have conducted extensive research to solve the above problems, and as a result, have discovered a manufacturing method that can obtain porous silica-alumina particles having a large specific surface area, a large pore volume, and increased particle strength, and have developed the present invention.
The present invention, which has been developed to solve the above problems and achieve the above objects, is as follows. That is, the present invention is a method for producing porous silica-alumina particles, comprising:
a. Obtaining an aqueous solution containing pseudoboehmite alumina hydrate;
b. Obtaining an aqueous solution containing silica powder;
c) mixing the aqueous solution containing the pseudoboehmite alumina hydrate with the aqueous solution containing the silica powder, and promoting the reaction of the resulting slurry at a pH of 7.0 to 9.0 and at a temperature of 40 to 95°C for 10 minutes to 10 hours to obtain an aqueous solution containing a silica-alumina mixture;
d. A step of drying the aqueous solution containing the silica-alumina mixture to obtain porous silica-alumina particles;
The present invention proposes a method for producing porous silica-alumina particles, comprising:
However, porous silica alumina particles are
The specific surface area SA measured by the BET method is in the range of 400 to 600 m 2 /g,
The pore volume PV measured by the BJH method is in the range of 1.0 to 2.0 mL/g,
The average pore diameter PD measured by the BJH method is in the range of 6 to 30 nm,
The mass ratio of silica to alumina is in the range of 2/98 to 70/30.

本発明の多孔質シリカアルミナ粒子の製造方法は、前記工程bで用いるシリカ粉末は、NaOの含有量が0.4質量%以下で、かつ硫酸イオンの含有量が0.5質量%以下であることが好ましい態様になるものと思われる。 In the method for producing porous silica-alumina particles of the present invention, it is considered to be a preferable embodiment that the silica powder used in the step b has a Na 2 O content of 0.4 mass% or less and a sulfate ion content of 0.5 mass% or less.

本発明の多孔質シリカアルミナ粒子の製造方法は、前記工程dで、固形分を濾別した後、さらに洗浄し、乾燥して、シリカアルミナ粒子を得る工程と、を含むことが好ましい態様になるものと思われる。 It is believed that a preferred embodiment of the method for producing porous silica-alumina particles of the present invention includes a step of filtering out the solid content in step d, followed by washing and drying to obtain silica-alumina particles.

本発明は、多孔質シリカアルミナ粒子として、高い比表面積と高い細孔容積を持ち、より粒子強度を高めた非晶質の多孔質シリカアルミナ粒子を得ることができる。その多孔質シリカアルミナ粒子は高い断熱性が得られるほか、固体酸を有するので、石油精製用の触媒や光学材料として利用、あるいは化粧品、樹脂フィラー、表面コート材への添加剤(光学散乱、屈折率調整などを目的とするもの)等としても好適に用いることができる。 The present invention makes it possible to obtain amorphous porous silica-alumina particles that have a high specific surface area, a high pore volume, and increased particle strength. These porous silica-alumina particles not only have high thermal insulation properties, but also contain solid acid, making them suitable for use as catalysts for petroleum refining, optical materials, or as additives to cosmetics, resin fillers, and surface coating materials (for purposes such as optical scattering and refractive index adjustment).

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
[多孔質シリカアルミナ粒子]
本発明の多孔質シリカアルミナ粒子(以下、単に「シリカアルミナ粒子」ともいう)は、シリカ(SiO)とアルミナ(Al)とからなる多孔質な粒子であり、高い比表面積と高い細孔容積を有する酸化物として構成されている。
Preferred embodiments of the present invention will now be described in detail.
[Porous silica alumina particles]
The porous silica-alumina particles of the present invention (hereinafter also simply referred to as "silica-alumina particles") are porous particles made of silica ( SiO2 ) and alumina ( Al2O3 ), and are configured as oxides having a high specific surface area and a large pore volume.

本発明の多孔質シリカアルミナ粒子は、非晶質である。したがって、結晶性のシリカアルミナであるゼオライト等は本発明のシリカアルミナに含まれない。本発明のシリカアルミナが非晶質であるか否かは、X線回折パターンから判断することができる。具体的には、本発明のシリカアルミナをX線回折測定して得られるX線回折パターンにおいて、5°≦2θ≦50°の範囲で半値全幅が1.0°未満である回折ピークを示さなければ、本発明のシリカアルミナは非晶質であると判断できる。 The porous silica-alumina particles of the present invention are amorphous. Therefore, crystalline silica-alumina such as zeolites are not included in the silica-alumina of the present invention. Whether the silica-alumina of the present invention is amorphous can be determined from its X-ray diffraction pattern. Specifically, if the X-ray diffraction pattern obtained by X-ray diffraction measurement of the silica-alumina of the present invention does not show a diffraction peak with a full width at half maximum of less than 1.0° in the range of 5°≦2θ≦50°, the silica-alumina of the present invention can be determined to be amorphous.

本発明で得られたシリカアルミナ粒子は、シリカとアルミナの比率S/Aが、それぞれSiOとAlで換算した質量比S/A:2/98~70/30の範囲であり、好ましくはS/A:5/95~65/35の範囲である。S/A:70/30よりもアルミナ比率が低いと固体酸量が低下する傾向があり、該粒子を分解触媒等に用いた場合、必要な分解率が得られなくなる。一方、S/A:2/98よりもシリカ比率が低下すると、比表面積SAが低下する傾向にある。 The silica-alumina particles obtained by the present invention have a silica to alumina ratio S/A, calculated as a mass ratio of SiO2 and Al2O3 , in the range of 2/98 to 70/30, preferably 5/95 to 65/35. If the alumina ratio is lower than S/A: 70/30, the solid acidity tends to decrease, and when the particles are used as a cracking catalyst, the required cracking rate cannot be achieved. On the other hand, if the silica ratio is lower than S/A: 2/98, the specific surface area SA tends to decrease.

得られるシリカアルミナ粒子のBET法による比表面積SAは、400~600m/gの範囲であり、好ましくは420~550m/gの範囲である。下限設定理由は、分解触媒に用いた場合、炭化水素との接触性や反応性から比表面積SAは適度に高い方が有利だからである。一方、比表面積SAが、上限を超えると細孔径PDが小さくなりすぎ、反応物の炭化水素分子サイズよりも小さくなって細孔内に拡散できなくなり有効な反応が生じないおそれがある。 The specific surface area SA of the obtained silica-alumina particles, as measured by the BET method, is in the range of 400 to 600 m 2 /g, preferably 420 to 550 m 2 /g. The reason for setting a lower limit is that when used as a cracking catalyst, a moderately high specific surface area SA is advantageous in terms of contact with and reactivity with hydrocarbons. On the other hand, if the specific surface area SA exceeds the upper limit, the pore diameter PD becomes too small, becoming smaller than the molecular size of the hydrocarbon reactant, and therefore unable to diffuse within the pores, which may prevent an effective reaction from occurring.

さらに、BJH法による細孔容積PVは、1.0~2.0mL/gの範囲であり、好ましくは1.10~1.90mL/gの範囲である。細孔容積PVが下限よりも小さい場合、炭化水素分子との有効な反応の場が少なくなる。一方、細孔容積PVが上限超えの場合、分解触媒に用いるにあたり、成型物の圧壊強度あるいは摩耗強度が弱くなり反応器に充填したときに粉化が生じ運転が出来なくなるおそれがある。 Furthermore, the pore volume PV measured by the BJH method is in the range of 1.0 to 2.0 mL/g, preferably 1.10 to 1.90 mL/g. If the pore volume PV is smaller than the lower limit, there will be fewer sites for effective reaction with hydrocarbon molecules. On the other hand, if the pore volume PV exceeds the upper limit, the crushing strength or abrasion resistance of the molded product will be weakened when used as a cracking catalyst, and powdering may occur when packed into a reactor, making operation impossible.

BJH法で測定した平均細孔径PDが、6~30nm(60~300Å)の範囲であり、好ましくは7~18nm(70~180Å)の範囲である。下限設定理由は、平均細孔径PDが小さすぎる場合、反応物の炭化水素分子サイズよりも小さい細孔が多くなり細孔内に拡散できなくなって有効な反応が生じないおそれがある。一方、上限設定理由は、比表面積の低下が生じ分解反応の活性点の低下が起こるほか、圧壊強度が低下するおそれがある。 The average pore diameter PD, measured using the BJH method, is in the range of 6 to 30 nm (60 to 300 Å), preferably 7 to 18 nm (70 to 180 Å). The reason for setting a lower limit is that if the average pore diameter PD is too small, there will be many pores smaller than the hydrocarbon molecular size of the reactants, which may prevent them from diffusing within the pores and prevent an effective reaction from occurring. On the other hand, the reason for setting an upper limit is that the specific surface area will decrease, resulting in fewer active sites for the decomposition reaction and possibly a decrease in crushing strength.

本願のシリカアルミナ粒子には、陽陰の不純物イオン成分の残存量が少ないことも特徴である。残存陽イオンとしては、残存ナトリウムイオンやカリウムイオン等のアルカリ金属イオンがあげられる。それらアルカリ金属イオン(M)量が、MO換算で0.1質量%以下、好ましくは0.05質量%以下である。さらに、硫酸イオン、硝酸イオン等の無機酸イオンの残存量は、1.0質量%以下であり、好ましくは0.5質量%以下である。不純物イオン成分の低減により固体酸点と活性金属の被毒が抑制される。 The silica-alumina particles of the present application are also characterized by a low residual amount of positive and negative impurity ion components. Examples of residual cations include alkali metal ions such as residual sodium ions and potassium ions. The amount of these alkali metal ions (M + ) is 0.1 mass% or less, preferably 0.05 mass% or less, calculated as M2O . Furthermore, the residual amount of inorganic acid ions such as sulfate ions and nitrate ions is 1.0 mass% or less, preferably 0.5 mass% or less. The reduction in impurity ion components suppresses the poisoning of solid acid sites and active metals.

[多孔質シリカアルミナ粒子の製造方法]
<a.擬ベーマイトアルミナ水和物を含む水溶液を得る工程>
《a-1.調合工程》
擬ベーマイトアルミナ粒子の調製方法は、広く知られておりその中でも、アルミニウム塩および/またはアルミン酸塩溶液を中和して擬ベーマイトアルミナ粒子の沈殿を作る方法が好適である。アルミニウム塩としては、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム等の任意のアルミニウム塩を用いることができる。また、アルミン酸塩としては、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム等の任意のものを用いることができる。中和反応は、アルミニウム塩水溶液に水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水等のアルカリ性水溶液を添加する方法、アルミン酸塩水溶液に硫酸、塩酸、硝酸等の酸の水溶液を添加する方法、アルミニウム塩水溶液とアルミン酸塩水溶液を混合する方法のいずれを用いても構わないが、製造コストの点から言えばアルミニウム塩水溶液とアルミン酸塩水溶液を混合し擬ベーマイトアルミナ水和物を含む水溶液を得る方法が好ましい。
[Method of manufacturing porous silica-alumina particles]
<a. Step of obtaining an aqueous solution containing pseudoboehmite alumina hydrate>
a-1. Blending process
Methods for preparing pseudoboehmite alumina particles are widely known, and among them, a method of neutralizing an aluminum salt and/or aluminate solution to precipitate pseudoboehmite alumina particles is preferred. The aluminum salt may be any aluminum salt, such as aluminum sulfate, aluminum chloride, or aluminum nitrate. The aluminate may be any aluminate, such as sodium aluminate or potassium aluminate. The neutralization reaction may be carried out by adding an alkaline aqueous solution, such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, or ammonia water, to an aluminum salt aqueous solution; adding an acidic aqueous solution, such as sulfuric acid, hydrochloric acid, or nitric acid, to an aluminate aqueous solution; or mixing an aluminum salt aqueous solution with an aluminate aqueous solution. However, from the viewpoint of production costs, the method of mixing an aluminum salt aqueous solution with an aluminate aqueous solution to obtain an aqueous solution containing pseudoboehmite alumina hydrate is preferred.

《a-2.熟成工程》
中和反応を行うため二液を混合した後、擬ベーマイトアルミナ水和物への反応促進(以下、「熟成」とも言う。)のために、溶液のpHを7.0~10.0の範囲、温度を30~70℃の範囲に調整することで、反応が促進し擬ベーマイトアルミナ水和物を得ることができる。pHが10.0を越えると、比表面積の小さなバイヤライト相が生成するため、最終的に製造した触媒の活性が低下することがある。また、pHが7.0より低いと、最終的に得られる擬ベーマイトアルミナ粒子の細孔容積が低下する傾向があり、触媒に適した擬ベーマイトアルミナ粒子の製造が難しくなることがある。
《a-2. Aging process》
After mixing the two liquids to carry out the neutralization reaction, the reaction to form pseudo-boehmite alumina hydrate can be accelerated by adjusting the pH of the solution to a range of 7.0 to 10.0 and the temperature to a range of 30 to 70°C to accelerate the reaction (hereinafter also referred to as "aging") to obtain pseudo-boehmite alumina hydrate. If the pH exceeds 10.0, a bayerite phase with a small specific surface area is formed, which may reduce the activity of the final catalyst. Furthermore, if the pH is lower than 7.0, the pore volume of the final pseudo-boehmite alumina particles tends to decrease, making it difficult to produce pseudo-boehmite alumina particles suitable for use as a catalyst.

熟成の温度は、30~70℃の範囲に入っていることが望ましい。温度が30℃未満では、粒子が強固に凝集する傾向があり、熟成乾燥工程を経て得られた粉の細孔容積が小さくなることがある。また、70℃超えでは、バイヤライトが析出しやすくなるため、好ましくない。熟成時間は、5分~120分間、好ましくは10~100分間、さらに好ましくは10~90分間の範囲であることが望ましい。この範囲から外れると、最終的に得られる擬ベーマイトアルミナ粒子の細孔容積が0.8mL/g以下となることがあり、触媒用の擬ベーマイトアルミナ粒子として使用できなくなることがある。熟成時間に関しては特に制限はないが、生産効率上から判断して、120分以内が好ましい。熟成時間が長過ぎると、最終的に得られる擬ベーマイトアルミナ粒子の比表面積が小さくなる傾向がある。 The aging temperature is preferably in the range of 30 to 70°C. If the temperature is below 30°C, the particles tend to aggregate strongly, which may reduce the pore volume of the powder obtained after the aging and drying process. Temperatures above 70°C are undesirable because bayerite tends to precipitate. The aging time is preferably in the range of 5 to 120 minutes, preferably 10 to 100 minutes, and more preferably 10 to 90 minutes. If the aging time is outside this range, the pore volume of the pseudo-boehmite alumina particles obtained in the end may be 0.8 mL/g or less, making them unusable as pseudo-boehmite alumina particles for catalysts. There are no particular restrictions on the aging time, but from the perspective of production efficiency, a time of 120 minutes or less is preferable. If the aging time is too long, the specific surface area of the pseudo-boehmite alumina particles obtained in the end tends to be small.

《a―3.洗浄工程》
前記工程a―2で得られた擬ベーマイトアルミナ水和物を濾別した後、擬ベーマイトアルミナケーキを得る。該ベーマイトアルミナケーキを洗浄容器に移し、50~70℃の水で洗浄し、未反応の原料や夾雑イオン等を除去し、擬ベーマイトアルミナケーキを得る。該ベーマイトアルミナケーキに純水を加え撹拌して擬ベーマイトアルミナ水和物を含む水溶液とする。
<<a-3. Cleaning process>>
The pseudo-boehmite alumina hydrate obtained in step a-2 is filtered off to obtain a pseudo-boehmite alumina cake. The boehmite alumina cake is transferred to a washing container and washed with water at 50 to 70°C to remove unreacted raw materials and impurity ions, etc., to obtain a pseudo-boehmite alumina cake. Pure water is added to the boehmite alumina cake and the mixture is stirred to obtain an aqueous solution containing pseudo-boehmite alumina hydrate.

<b.シリカ粉末を含む水溶液を得る工程>
シリカ粉末の調製方法は、広く知られておりその中でも、調合中のpHはケイ酸塩水溶液と酸の供給速度を調整することにより、又SiO濃度はあらかじめ計算された規定濃度のケイ酸水溶液と酸を用いることによって制御できる。
反応はケイ酸塩水溶液と酸を10~100℃、好ましくは20~95℃に保った反応器で撹拌しながら供給することにより、シリカ粉末を含む水溶液を得ることができる。
<b. Step of obtaining an aqueous solution containing silica powder>
Methods for preparing silica powder are widely known, among which the pH during preparation can be controlled by adjusting the feed rates of the aqueous silicate solution and acid, and the SiO2 concentration can be controlled by using a pre-calculated aqueous silicic acid solution and acid of specified concentrations.
The reaction can be carried out by feeding an aqueous silicate solution and an acid into a reactor maintained at 10 to 100°C, preferably 20 to 95°C, with stirring, to obtain an aqueous solution containing silica powder.

ケイ酸塩として使用できるものはケイ酸ソーダ1号、2号、3号、ケイ酸カリウムその他可溶性ケイ酸塩および珪藻土ならいずれでもよい。
酸としては硫酸、硝酸、塩酸、リン酸などの無機酸あるいはギ酸のような有機酸でもよいが無機酸が好ましい。
The silicate that can be used may be any of sodium silicate No. 1, No. 2, No. 3, potassium silicate, other soluble silicates, and diatomaceous earth.
The acid may be an inorganic acid such as sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid or phosphoric acid, or an organic acid such as formic acid, but an inorganic acid is preferred.

ここで用いるシリカ粉末は、夾雑イオン等の不純物の残存量が少ない方が好ましく、NaOの含有量が0.4質量%以下の範囲で、かつ硫酸イオンの含有量が0.5質量%以下の範囲であることが好ましい。より好ましくは、NaOの含有量が0.10質量%以下の範囲で、かつ硫酸イオンの含有量が1.0質量%以下の範囲であることが好ましい。 The silica powder used here preferably contains as little impurities as possible, such as contaminating ions, and preferably has an Na 2 O content of 0.4% by mass or less and a sulfate ion content of 0.5% by mass or less, more preferably an Na 2 O content of 0.10% by mass or less and a sulfate ion content of 1.0% by mass or less.

上記調整法によればBET法による比表面積が190~800m/gの範囲に入るシリカ粉末を含む水溶液を容易に得ることができる。 According to the above preparation method, an aqueous solution containing silica powder having a specific surface area measured by the BET method in the range of 190 to 800 m 2 /g can be easily obtained.

<c.シリカアルミナ混合物を含む水溶液を得る工程>
(擬ベーマイトアルミナ水和物を含む水溶液とシリカ粉末を含む水溶液を混合し、シリカアルミナ粒子混合物を含む水溶液を得る。)
固形分濃度を5~15質量%に調整した前記擬ベーマイトアルミナ水和物を含む水溶液と固形分濃度を10~30質量%に調整した前記シリカ粉末を含む水溶液とを混合し、さらにpH7.0~9.0の範囲、より好ましくはpH7.5~9.0の範囲に調整し、温度40~95℃の範囲で10分~10時間熟成を行い、シリカアルミナ混合物を含む水溶液を得ることができる。この2液を混合する際は、擬ベーマイトアルミナ水和物を含む水溶液にシリカ粉末水溶液を添加しても、シリカ粉末水溶液に擬ベーマイトアルミナ水和物を含む水溶液を添加してもよい。
<c. Step of obtaining an aqueous solution containing a silica-alumina mixture>
(An aqueous solution containing pseudoboehmite alumina hydrate and an aqueous solution containing silica powder are mixed to obtain an aqueous solution containing a silica-alumina particle mixture.)
An aqueous solution containing a silica-alumina mixture can be obtained by mixing the aqueous solution containing the pseudo-boehmite alumina hydrate, the solid content of which has been adjusted to 5 to 15% by mass, with the aqueous solution containing the silica powder, the solid content of which has been adjusted to 10 to 30% by mass, adjusting the pH to a range of 7.0 to 9.0, more preferably a range of 7.5 to 9.0, and aging the mixture at a temperature of 40 to 95° C. for 10 minutes to 10 hours. When mixing these two liquids, the aqueous solution containing the silica powder may be added to the aqueous solution containing the pseudo-boehmite alumina hydrate, or the aqueous solution containing the pseudo-boehmite alumina hydrate may be added to the aqueous solution containing the silica powder.

<d.乾燥工程>
前記工程cで得られたシリカアルミナ混合物を含む水溶液を乾燥し、シリカアルミナ粒子を得る。
<d. Drying process>
The aqueous solution containing the silica-alumina mixture obtained in the step c is dried to obtain silica-alumina particles.

乾燥して、シリカアルミナ粒子を得るには、スプレードライまたはその他の通常用いられている乾燥装置を使用することができる。乾燥温度は特に制限はないが、温度が高すぎると擬ベーマイトアルミナからガンマ-アルミナへ相転移するため好ましくない。このため、入口温度500℃以下、出口温度200℃以下が好ましく、すなわち、入口温度300~500℃、出口温度130~200℃の範囲で乾燥することが好ましい。 To dry and obtain silica-alumina particles, a spray dryer or other commonly used drying equipment can be used. There are no particular restrictions on the drying temperature, but temperatures that are too high are undesirable because they cause a phase transition from pseudoboehmite alumina to gamma-alumina. For this reason, an inlet temperature of 500°C or less and an outlet temperature of 200°C or less are preferred. In other words, drying is preferably performed at an inlet temperature of 300 to 500°C and an outlet temperature of 130 to 200°C.

<e.洗浄工程2>
前記工程dで得られたシリカアルミナ粒子を、必要に応じて水に懸濁させ撹拌した後、濾別を行い、洗浄しシリカアルミナ粒子ケーキを得る。
<e. Cleaning step 2>
The silica-alumina particles obtained in the step d are suspended in water as needed and stirred, and then filtered and washed to obtain a cake of silica-alumina particles.

前記工程dで得られたシリカアルミナ粒子の残留アルカリ金属イオン濃度を低減するために、懸濁液の温度は、40~70℃の範囲のものを用いることが好ましく、また懸濁液には、水溶性酸性物質を含む水溶液で濾別を行うことが好ましい。ここで用いる水溶性酸性物質としては、例えば、硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、塩化アンモニウムなどが挙げられる。 To reduce the residual alkali metal ion concentration in the silica-alumina particles obtained in step d, the temperature of the suspension is preferably in the range of 40 to 70°C, and the suspension is preferably filtered using an aqueous solution containing a water-soluble acidic substance. Examples of water-soluble acidic substances used here include ammonium sulfate, ammonium nitrate, and ammonium chloride.

さらに、濾別後、残留塩等の除去を行うため、水溶性塩基性物質を含む温水等で洗浄、濾別を行い、シリカアルミナ粒子ケーキを得ることができる。洗浄水の温度は、未反応の原料や夾雑イオン等の除去効率をあげるため、常温より高い50~70℃の範囲のものを用いることが好ましい。ここで用いる水溶性塩基性物質としては、例えば、アンモニア水、水酸化物塩、炭酸塩、炭酸水素塩(ここでいう塩とは、アルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩を意味する)を用いることができる。
また、夾雑イオン等の不純物の残存量によっては、その後、前記工程dを繰り返し、必要に応じて、さらに工程eを再度行ってもよい。
Furthermore, after filtration, in order to remove residual salts, etc., the product is washed with warm water containing a water-soluble basic substance and then filtered to obtain a silica-alumina particle cake. The temperature of the washing water is preferably higher than room temperature, in the range of 50 to 70°C, in order to increase the efficiency of removing unreacted raw materials, impurity ions, etc. Examples of the water-soluble basic substance used here include ammonia water, hydroxide salts, carbonates, and hydrogencarbonates (the term "salt" used here refers to alkali metal salts and alkaline earth metal salts).
Depending on the amount of remaining impurities such as contaminating ions, step d may be repeated, and step e may be carried out again as necessary.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。 The present invention will be explained in more detail below using examples, but the present invention is not limited to these examples in any way.

<測定方法ないし評価方法>
実施例等における測定方法ないし評価方法は、以下のとおりである。
<Measurement method or evaluation method>
The measurement and evaluation methods used in the examples are as follows.

(各元素、化合物および金属成分(Si、Al、Na、SO 2-)の含有量の測定方法)
測定試料3gを容量30mLの蓋付きジルコニアボールに採取して、加熱処理(200℃、20分)し、焼成(700℃、5分)した後、NaO:2gおよびNaOH:1gを加えて15分間溶融した。さらに、HSO:25mLと水200mLを加えて溶解したのち、純水で500mLになるように希釈して試料とした。得られた試料について、誘導結合プラズマ(ICP)発光分光分析装置((株)島津製作所製、ICPS-8100、解析ソフトウェアICPS-8000)を用いて、各成分の含有量を酸化物換算質量基準で測定した。
(Method for measuring the content of each element, compound, and metal component (Si, Al, Na, SO 4 2- ))
3 g of the measurement sample was collected in a 30 mL zirconia bowl with a lid, heat-treated (200°C, 20 minutes), and baked (700°C, 5 minutes). Then, 2 g of Na 2 O and 1 g of NaOH were added and melted for 15 minutes. Furthermore, 25 mL of H 2 SO 4 and 200 mL of water were added and dissolved, and the mixture was diluted with pure water to 500 mL to obtain a sample. The content of each component in the obtained sample was measured on an oxide-equivalent mass basis using an inductively coupled plasma (ICP) optical emission spectrometer (Shimadzu Corporation, ICPS-8100, analysis software ICPS-8000).

(細孔容積PVと平均細孔径PDの測定方法)
マイクロトラック・ベル株式会社製のBELSORP-mini Ver2.5.6により細孔容積PVと平均細孔径PDを測定した。具体的には、真空排気しながら500℃で2時間熱処理した試料に対して、窒素ガスを吸着させ、BJH法の相対圧力(P/P=0.99)の脱着側等温線により細孔容積PV(mL/g)と平均細孔径PD(nm)を算出した。
(Method for measuring pore volume PV and average pore diameter PD)
The pore volume PV and average pore diameter PD were measured using a BELSORP-mini Ver. 2.5.6 manufactured by Microtrac-Bel Co., Ltd. Specifically, nitrogen gas was adsorbed onto a sample that had been heat-treated at 500°C for 2 hours while evacuating to a vacuum, and the pore volume PV (mL/g) and average pore diameter PD (nm) were calculated from the desorption isotherm of the relative pressure (P/P 0 =0.99) according to the BJH method.

(比表面積SAの測定方法)
比表面積SAの測定のために、測定試料を磁製ルツボ(B-2型)に約30mL採取し、500℃の温度で2時間加熱処理後、デシケータに入れて室温まで冷却し、測定用サンプルを得た。次に、このサンプルを1g取り、全自動表面積測定装置(湯浅アイオニクス社製、マルチソーブ12型)を用いて、試料の比表面積SA(m/g)をBET法にて測定した。
(Method for measuring specific surface area SA)
To measure the specific surface area (SA), approximately 30 mL of the sample was placed in a porcelain crucible (B-2 type), heated at 500°C for 2 hours, and then cooled to room temperature in a desiccator to obtain a measurement sample. Next, 1 g of this sample was taken and the specific surface area (SA) of the sample (m 2 /g) was measured by the BET method using a fully automatic surface area measuring device (Multisorb 12 type, manufactured by Yuasa Ionics Co., Ltd.).

(平均粒子径の測定方法)
実施例等の粒子の粒度分布を、堀場製作所(株)製レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置(LA-300)により測定した。具体的には、光線透過率が70~95%の範囲となるように試料を溶媒(水)に投入し、循環速度:2.8L/分、超音波照射:3分間、反復回数:30回の条件で測定した。得られた粒度分布から、メジアン径(D50)を平均粒子径として採用した。
(Method for measuring average particle size)
The particle size distribution of the particles in the examples and the like was measured using a laser diffraction/scattering particle size distribution analyzer (LA-300) manufactured by Horiba, Ltd. Specifically, the sample was placed in a solvent (water) so that the light transmittance was in the range of 70 to 95%, and measurement was performed under the conditions of a circulation rate of 2.8 L/min, ultrasonic irradiation for 3 minutes, and repetition number of 30 times. From the obtained particle size distribution, the median diameter (D50) was adopted as the average particle diameter.

(強熱減量(LOI:ignition loss、loss of ignition。以下、単に「LOI」ともいう。)の測定方法)
測定試料である粒子を1000℃で1時間焼成し、焼成による質量減少量から百分率として算出している。
(Method for measuring loss on ignition (LOI: ignition loss, loss of ignition; hereinafter, also simply referred to as "LOI"))
The particles used as the measurement sample were fired at 1000°C for 1 hour, and the mass loss due to firing was calculated as a percentage.

(耐摩耗性(アトリッション)試験条件)
耐摩耗性(Attrition
Resistance)は、触媒化成技法 Vol.13、No.1、P65、1996に記載された装置を用い、前記装置を構成する触媒管内に微小球状粒子を空気線速30m/sで流動させ、開始後1時間の摩耗量を測定し、摩耗比率(CAI)を表記した。CAIが10未満であることが、好ましい。
(Wear resistance (attrition) test conditions)
Abrasion resistance
The wear resistance was measured using the apparatus described in Catalyst and Chemical Formation Techniques, Vol. 13, No. 1, p. 65, 1996, by flowing microspherical particles through a catalyst tube constituting the apparatus at an air linear velocity of 30 m/s, measuring the amount of wear for one hour after the start of the flow, and expressing it as the wear ratio (CAI). A CAI of less than 10 is preferred.

(X線回折測定条件)
シリカアルミナ粒子のX線回折は、株式会社リガク製MiniFlexにより測定した。測定条件は、操作軸を2θ/θとし、線源にCuKαを用い、連続式測定方法により、電圧を40kV、電流を15mAとし、開始角度:2θ=5°から終了角度:2θ=50°まで、サンプリング幅を0.020°とし、スキャン速度を10.000°/minとした。
非晶質の判断基準は、5°≦2θ≦50°の範囲で半値全幅が1.0°未満である回折ピークを示さないこと、とした。
(X-ray diffraction measurement conditions)
X-ray diffraction of the silica alumina particles was measured using a MiniFlex manufactured by Rigaku Corporation. The measurement conditions were as follows: the operating axis was 2θ/θ, a CuKα source was used, and the measurement was performed continuously at a voltage of 40 kV and a current of 15 mA, from a start angle of 2θ = 5° to an end angle of 2θ = 50°, with a sampling width of 0.020°, and a scan rate of 10,000°/min.
The criterion for determining whether a sample is amorphous is that it does not exhibit a diffraction peak with a full width at half maximum of less than 1.0° in the range of 5°≦2θ≦50°.

[実施例1]
(工程a-1).擬ベーマイトアルミナ水和物を含む水溶液を得る工程
200Lのスティームジャケット付ステンレスタンクに水60kgを張り込み、撹拌しながら25質量%のグルコン酸ソーダ水溶液:24gを投入した後、Al:22.6質量%、NaO:17.3質量%のアルミン酸ソーダ水溶液:885gを投入し、続いて24質量%の硫酸アルミニウム水溶液:1408gを2分間掛けて投入してpH7.2の擬ベーマイトアルミナ種子スラリーを調製した。この種子スラリーにAl:22.6質量%、NaO:17.3質量%のアルミン酸ソーダ水溶液を275mL/minの流量で、23.6質量%の硫酸アルミニウム溶液を488mL/minの流量で其々、20分間、60℃の温度を保ちながら種子スラリーに滴下した。仕上がりスラリーのpHは7.2であった。5分間撹拌した後、Al:22.6質量%、NaO:17.3質量%のアルミン酸ソーダ水溶液642gにてpHを8.8に調整し60℃にて2時間撹拌を続けた、スラリーのpHが7.05に低下していたため15%アンモニア水を用いて再度pH8.8に調整し擬ベーマイトアルミナスラリーを得た。
[Example 1]
(Step a-1) Step of obtaining an aqueous solution containing pseudoboehmite alumina hydrate 60 kg of water was charged into a 200 L steam-jacketed stainless steel tank, and while stirring, 24 g of a 25% by weight aqueous sodium gluconate solution was added, followed by 885 g of a 22.6% by weight Al 2 O 3 and 17.3% by weight Na 2 O sodium aluminate solution, and then 1408 g of a 24% by weight aluminum sulfate solution was added over 2 minutes to prepare a pseudoboehmite alumina seed slurry with a pH of 7.2. To this seed slurry, a 22.6% by weight Al 2 O 3 and 17.3% by weight sodium aluminate solution was added at a flow rate of 275 mL/min, and a 23.6% by weight aluminum sulfate solution was added at a flow rate of 488 mL/min, respectively, and the temperature was maintained at 60 ° C. for 20 minutes. The pH of the finished slurry was 7.2. After stirring for 5 minutes, the pH was adjusted to 8.8 with 642 g of an aqueous sodium aluminate solution containing 22.6 mass % Al 2 O 3 and 17.3 mass % Na 2 O, and stirring was continued for 2 hours at 60° C. Since the pH of the slurry had dropped to 7.05, the pH was again adjusted to 8.8 with 15% aqueous ammonia to obtain a pseudoboehmite alumina slurry.

(工程a―2)洗浄工程
工程a-1の擬ベーマイトアルミナスラリーを濾別し、得た擬ベーマイトアルミナケーキに60℃の水、105Lで掛水洗浄して、硫酸イオンとナトリウムイオンの除去を行った。
洗浄擬ベーマイトアルミナケーキの重量は38.4kg、固形分濃度は8.6%であった。(この段階での不純物含有量は、乾燥物基準でNaO換算濃度は0.1質量%、SO 2-濃度は1.0質量%であった。)
擬ベーマイトアルミナケーキ、38.4kgに純水14.3kgを加え撹拌して擬ベーマイトアルミナ水和物を含む水溶液にした。
(Step a-2) Washing Step The pseudo-boehmite alumina slurry of step a-1 was filtered, and the resulting pseudo-boehmite alumina cake was washed with 105 L of water at 60° C. to remove sulfate ions and sodium ions.
The washed pseudo-boehmite alumina cake had a weight of 38.4 kg and a solids concentration of 8.6% (the impurity contents at this stage were 0.1% by mass in terms of Na 2 O and 1.0% by mass in terms of SO 4 2- on a dry basis).
14.3 kg of pure water was added to 38.4 kg of pseudoboehmite alumina cake and stirred to obtain an aqueous solution containing pseudoboehmite alumina hydrate.

(工程c-1)シリカアルミナ混合物を含む水溶液を得る工程
前記擬ベーマイトアルミナ水和物を含む水溶液と表1のシリカ粉A(サイリシア780、富士シリシア社製)を混合し、シリカアルミナ粒子混合物を含む水溶液を得る。
前記擬ベーマイトアルミナ水和物を含む水溶液に、表1のシリカ粉Aを乾燥基準で2.21kgを加えた後、15%アンモニア水を260mL用いてpHを8.2に調整した。
(Step c-1) Step of obtaining an aqueous solution containing a silica-alumina mixture The aqueous solution containing the pseudo-boehmite alumina hydrate and silica powder A (Sylysia 780, manufactured by Fuji Silysia Chemical Ltd.) in Table 1 are mixed to obtain an aqueous solution containing a silica-alumina particle mixture.
To the aqueous solution containing the pseudoboehmite alumina hydrate, 2.21 kg of silica powder A in Table 1 was added on a dry basis, and then the pH was adjusted to 8.2 with 260 mL of 15% aqueous ammonia.

(工程c-2)熟成工程
工程c-1のシリカアルミナ粒子混合物を含む水溶液をステンレス製のスティームジャケット付タンクに移し50℃で2時間撹拌熟成した。
(Step c-2) Aging Step The aqueous solution containing the silica-alumina particle mixture from step c-1 was transferred to a stainless steel steam-jacketed tank and aged with stirring at 50° C. for 2 hours.

(工程d)乾燥工程
工程c-2のシリカアルミナ粒子混合物を含む水溶液を乳化機処理した後、スプレードライを用いてシリカアルミナ粒子1を得た。乾燥終了品の重量と水分から収率を計算した結果および性状を表2に示す。
(Step d) Drying Step The aqueous solution containing the silica-alumina particle mixture of step c-2 was treated with an emulsifier, and then spray-dried to obtain silica-alumina particles 1. The yield was calculated from the weight and moisture of the product after drying, and the properties of the product are shown in Table 2.

[実施例2]
実施例1に記載した条件において、シリカ粉Aに替えて表1に示すシリカ粉B(サイリシア250、富士シリシア社製)を用いてシリカアルミナ粒子2を得た。(他の条件は実施例1と同じ)
[Example 2]
Silica-alumina particles 2 were obtained under the conditions described in Example 1, except that silica powder B (Sylysia 250, manufactured by Fuji Silysia Ltd.) shown in Table 1 was used in place of silica powder A (other conditions were the same as in Example 1).

[実施例3]
実施例1に記載した条件で、(工程c-1)シリカアルミナ混合物を含む水溶液を得る工程の15%アンモニア水を用いて200mL用いてpH7.8に調整し実施例1と同じ条件で熟成、乾燥してシリカアルミナ粒子3を得た。
[Example 3]
Under the conditions described in Example 1, 200 mL of 15% ammonia water was used in (step c-1) the step of obtaining an aqueous solution containing a silica-alumina mixture to adjust the pH to 7.8, and the mixture was aged and dried under the same conditions as in Example 1 to obtain silica-alumina particles 3.

[実施例4]
実施例1に記載した条件で、(工程c-1)シリカアルミナ混合物を含む水溶液を得る工程の15%アンモニア水を用いて340mL用いてpH8.5に調整し実施例1と同じ条件で熟成、乾燥してシリカアルミナ粒子4を得た。
[Example 4]
Under the conditions described in Example 1, 340 mL of 15% ammonia water was used in (step c-1) the step of obtaining an aqueous solution containing a silica-alumina mixture to adjust the pH to 8.5, and the mixture was aged and dried under the same conditions as in Example 1 to obtain silica-alumina particles 4.

[実施例5]
実施例1に記載した条件で、(工程c-1)シリカアルミナ混合物を含む水溶液を得る工程の15%アンモニア水を用いて1400mL用いてpH9.5に調整し実施例1と同じ条件で熟成、乾燥してシリカアルミナ粒子5を得た。
[Example 5]
Under the conditions described in Example 1, 1400 mL of 15% ammonia water was used in (step c-1) the step of obtaining an aqueous solution containing a silica-alumina mixture to adjust the pH to 9.5, and the mixture was aged and dried under the same conditions as in Example 1 to obtain silica-alumina particles 5.

[実施例6]
実施例1に記載した条件で、(工程c-1)中、シリカ粉末Aを乾燥基準で1.35kg加えた後、15%アンモニア水を260mL用いてpHを8.2に調整し実施例1と同じ条件で熟成、乾燥してシリカアルミナ粒子6を得た。
[Example 6]
Under the conditions described in Example 1, 1.35 kg of silica powder A was added in (step c-1) in a dry amount, and then 260 mL of 15% aqueous ammonia was used to adjust the pH to 8.2. The mixture was then aged and dried under the same conditions as in Example 1 to obtain silica-alumina particles 6.

[実施例7]
実施例1に記載した条件で、(工程c-1)中、シリカ粉末Aを乾燥基準で3.15kg加えた後、15%アンモニア水を300mL用いてpHを8.2に調整し実施例1と同じ条件で熟成、乾燥してシリカアルミナ粒子7を得た。
[Example 7]
Under the conditions described in Example 1, 3.15 kg of silica powder A was added in (step c-1) on a dry basis, and then 300 mL of 15% aqueous ammonia was used to adjust the pH to 8.2, followed by aging and drying under the same conditions as in Example 1 to obtain silica alumina particles 7.

[実施例8]
実施例1に記載した条件で、(工程c-1)中、シリカ粉末Aを乾燥基準で3.15kg加えた後、15%アンモニア水を160mL用いてpHを7.2に調整し実施例1と同じ条件で熟成、乾燥してシリカアルミナ粒子8を得た。
[Example 8]
Under the conditions described in Example 1, 3.15 kg of silica powder A was added in (step c-1) on a dry basis, and then 160 mL of 15% aqueous ammonia was used to adjust the pH to 7.2, followed by aging and drying under the same conditions as in Example 1 to obtain silica alumina particles 8.

[比較例1]
実施例1に記載した条件で、(工程c-1)で用いたシリカ粉末を、下記方法で調製したシリカヒドロゲルに変え、(工程c)以降は、(工程c’)に変更してシリカアルミナ粉末を調整した。
[Comparative Example 1]
Under the conditions described in Example 1, the silica powder used in (step c-1) was replaced with silica hydrogel prepared by the following method, and (step c) and thereafter were changed to (step c') to prepare a silica-alumina powder.

<シリカヒドロゲルの調製方法>
25質量%の硫酸 4.72kgと純水 2.0kgを40Lのプラスティック製のタンクに張り込み30℃に調整した。この硫酸溶液を撹拌しながら45℃に調整した8.5質量%SiO濃度、SiO/NaOモル比3.2のケイ酸ソーダ溶液を0.56kg/minの流量、45分で滴下した後、流量を0.1kg/minに下げてpH4.0まで上記ケイ酸ソーダ液を30分間滴下した。滴下終了後165min撹拌を続けシリカヒドロゲル水溶液を得た。このシリカヒドロゲルに15%濃度のアンモニア水400mLを加えpH7.0にして1時間熟成したシリカヒドロゲルを得た。
<Method for preparing silica hydrogel>
A 40-liter plastic tank was charged with 4.72 kg of 25% by weight sulfuric acid and 2.0 kg of pure water, and the temperature was adjusted to 30°C. While stirring this sulfuric acid solution, a sodium silicate solution with an 8.5% by weight SiO2 concentration and an SiO2 / Na2O molar ratio of 3.2, adjusted to 45°C, was added dropwise at a flow rate of 0.56 kg/min over 45 minutes. The flow rate was then reduced to 0.1 kg/min, and the sodium silicate solution was added dropwise over 30 minutes until the pH reached 4.0. After the dropwise addition, stirring was continued for 165 minutes to obtain an aqueous silica hydrogel solution. 400 mL of 15% aqueous ammonia was added to this silica hydrogel, the pH was adjusted to 7.0, and the mixture was aged for 1 hour to obtain a silica hydrogel.

(工程c’)
前記擬ベーマイトアルミナ水和物を含む水溶液を78,191gと前記シリカヒドロゲル水溶液を893gとを撹拌混合した後、15質量%のアンモニア水でpH8.8に調整して、温度40~60℃で10分間熟成しシリカアルミナ混合物を含む水溶液を得た。
(Step c')
78,191 g of the aqueous solution containing the pseudoboehmite alumina hydrate and 893 g of the aqueous silica hydrogel solution were mixed by stirring, and then the pH was adjusted to 8.8 with 15 mass % ammonia water, and the mixture was aged at a temperature of 40 to 60°C for 10 minutes to obtain an aqueous solution containing a silica-alumina mixture.

(工程d’).第1洗浄工程
前記工程c’で得られたシリカアルミナ混合物を含む水溶液の濾別を行い、濾別したシリカアルミナ混合物ケーキ1aに60℃の水、105Lで掛水洗浄して、硫酸イオンとナトリウムイオンの除去を行った。(この段階での不純物含有量は、乾燥物基準でNaO換算濃度は0.1質量%、SO 2-濃度は2.1質量%であった。)
(Step d') First washing step: The aqueous solution containing the silica-alumina mixture obtained in step c' was filtered, and the filtered silica-alumina mixture cake 1a was washed with 105 L of water at 60°C to remove sulfate ions and sodium ions. (The impurity content at this stage was 0.1% by mass in terms of Na 2 O and 2.1% by mass in terms of SO 4 2- on a dry basis.)

(工程e’).シリカアルミナゲルスラリーを得る工程
前記工程d’で得られたシリカアルミナ混合物ケーキ1aの重量23.0kgに60℃温純水7kgを加え、シリカアルミナ濃度10質量%に調整した後、撹拌してスラリー化した。このスラリーの温度は45℃でpHは8.7であった。このスラリーに15質量%のアンモニア水を1.8L加えpHを10.8に調整した後、スティームジャッケットの付いた50L密閉タンクに移し、95℃で10時間熟成した。
(Step e') Step of obtaining silica-alumina gel slurry 7 kg of 60 ° C. warm pure water was added to 23.0 kg of the silica-alumina mixture cake 1a obtained in the step d', and the silica-alumina concentration was adjusted to 10 mass%, and then stirred to form a slurry. The temperature of this slurry was 45 ° C. and the pH was 8.7. 1.8 L of 15 mass% ammonia water was added to this slurry to adjust the pH to 10.8, and then the slurry was transferred to a 50 L sealed tank equipped with a steam jacket and aged at 95 ° C. for 10 hours.

(工程f’).第1乾燥工程
前記工程e’で得られた熟成スラリーを乳化器で均一にした後、噴霧乾燥装置の入口温度300℃、出口温度150℃で乾燥して平均粒径70μmのシリカアルミナ粒子1aを得た。
(Step f') First drying step: The aged slurry obtained in step e' was homogenized in an emulsifier, and then dried at an inlet temperature of 300°C and an outlet temperature of 150°C in a spray dryer to obtain silica alumina particles 1a having an average particle size of 70 μm.

(工程g’).第2洗浄工程
前記工程f’で得られたシリカアルミナ粒子1aについて、乾燥基準で300gを10質量%濃度で60℃の硫酸アンモニウム3000gに懸濁し、20分間撹拌した後、減圧濾過器にて固液分離して残ったケーキに60℃の温純水3000gを掛水して再懸濁した。続いて、15質量%のアンモニア水にてpHを8.8に調整して20分間撹拌した後、減圧濾過器にて固液分離してシリカアルミナ混合ケーキ2aを得た。
(Step g') Second washing step
300 g of the silica-alumina particles 1a obtained in the step f' was suspended in 3000 g of ammonium sulfate at 60° C. in a 10% by mass concentration, stirred for 20 minutes, and then subjected to solid-liquid separation using a vacuum filter. The remaining cake was resuspended by pouring 3000 g of warm pure water at 60° C. Subsequently, the pH was adjusted to 8.8 with 15% by mass of ammonia water, and the mixture was stirred for 20 minutes. Then, the mixture was subjected to solid-liquid separation using a vacuum filter to obtain a silica-alumina mixed cake 2a.

(工程h’).第2乾燥工程
濾過器からステンレスバットに得られたシリカアルミナ粒子ケーキ2aを取り出し、130℃で1晩乾燥し、目的のシリカアルミナ粒子9を得た。
(Step h'). Second drying process
The silica-alumina particle cake 2a obtained from the filter was taken out into a stainless steel tray and dried overnight at 130°C to obtain the desired silica-alumina particles 9.

表2から明らかなように、発明例は、比較例に比べ、収率が高く、CAIが10未満と粒子強度に優れていることがわかる。 As is clear from Table 2, the invention examples have a higher yield than the comparative examples, and have excellent particle strength with a CAI of less than 10.

本発明に係る多孔質シリカアルミナ粒子は、高い細孔容積、高い比表面積を有することから断熱性が期待できる。また、前記物性以外に、シリカアルミナから構成されるので固体酸を有することから、石油精製用の触媒や光学材料として利用、あるいは化粧品、樹脂フィラー、表面コート材への添加剤(光学散乱、屈折率調整などを目的とするもの)等に応用することができる。
The porous silica-alumina particles according to the present invention have a large pore volume and a large specific surface area, and therefore are expected to have heat insulating properties. In addition to the above properties, since they are made of silica-alumina and have solid acidity, they can be used as catalysts for petroleum refining, optical materials, or as additives for cosmetics, resin fillers, and surface coating materials (for the purposes of optical scattering, refractive index adjustment, etc.).

Claims (4)

多孔質シリカアルミナ粒子の製造方法であって、
a.擬ベーマイトアルミナ水和物を含む水溶液を得る工程と、
b.シリカ粉末を含む水溶液を得る工程と、
c.前記擬ベーマイトアルミナ水和物を含む水溶液と、前記シリカ粉末を含む水溶液を混合したスラリーを、pH7.0~9.0の範囲で、温度40~95℃で10分~10時間の範囲で反応促進を行い、シリカアルミナ混合物を含む水溶液を得る工程と、
d.前記シリカアルミナ混合物を含む水溶液を乾燥して、多孔質シリカアルミナ粒子を得る工程と、
を含む多孔質シリカアルミナ粒子の製造方法。
ただし、多孔質シリカアルミナ粒子は、
BET法で測定した比表面積SAが400~600m/gの範囲にあり、
BJH法で測定した細孔容積PVが1.0~2.0mL/gの範囲にあり、
BJH法で測定した平均細孔径PDが6~30nmの範囲にあり、
シリカとアルミナとが質量比で、2/98~70/30の範囲にある。
A method for producing porous silica-alumina particles, comprising:
a. Obtaining an aqueous solution containing pseudoboehmite alumina hydrate;
b. Obtaining an aqueous solution containing silica powder;
c) mixing the aqueous solution containing the pseudoboehmite alumina hydrate with the aqueous solution containing the silica powder, and promoting the reaction of the resulting slurry at a pH of 7.0 to 9.0 and at a temperature of 40 to 95°C for 10 minutes to 10 hours to obtain an aqueous solution containing a silica-alumina mixture;
d. A step of drying the aqueous solution containing the silica-alumina mixture to obtain porous silica-alumina particles;
A method for producing porous silica-alumina particles, comprising:
However, porous silica alumina particles are
The specific surface area SA measured by the BET method is in the range of 400 to 600 m 2 /g,
The pore volume PV measured by the BJH method is in the range of 1.0 to 2.0 mL/g,
The average pore diameter PD measured by the BJH method is in the range of 6 to 30 nm,
The mass ratio of silica to alumina is in the range of 2/98 to 70/30.
前記比表面積が、420~550mThe specific surface area is 420 to 550 m 2 /gの範囲にある、請求項1に記載の多孔質シリカアルミナ粒子の製造方法。The method for producing porous silica-alumina particles according to claim 1, wherein the SiO 2 content is in the range of /g. 前記平均細孔径PDが7~18nmの範囲にある、請求項2に記載の多孔質シリカアルミナ粒子の製造方法。The method for producing porous silica-alumina particles according to claim 2, wherein the average pore diameter PD is in the range of 7 to 18 nm. 前記工程bで用いるシリカ粉末は、NaOの含有量が0.4質量%以下で、かつ硫酸イオンの含有量が0.5質量%以下であることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の多孔質シリカアルミナ粒子の製造方法。 The method for producing porous silica-alumina particles according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the silica powder used in step b has a Na 2 O content of 0.4 mass% or less and a sulfate ion content of 0.5 mass% or less.
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