PROCESO PARA LA PREPARACIÓN DE UNA ARCILLA ANIÓNICA QUE CONTIENE ADITIVO.

Proceso para la preparación de una arcilla aniónica que contiene aditivo que comprende las etapas de:

a) moler una mezcla física de un compuesto de metal divalente y un compuesto de metal trivalente, b) calcinar la mezcla física molida a una temperatura en el intervalo de 200800ºC, y c) hidratar la mezcla calcinada en suspensión acuosa para formar la arcilla aniónica que contiene aditivo, en el que está presente un aditivo en la mezcla física y/o la suspensión acuosa de la etapa (c)

La presente invención se refiere a la preparación de una arcilla aniónica que contiene aditivo.

Las arcillas aniónicas tienen una estructura cristalina que consta de capas cargadas positivamente compuestas de combinaciones específicas de hidróxidos de metales divalentes y trivalentes entre los que hay aniones y moléculas de agua. La hidrotalcita es un ejemplo de una arcilla aniónica de origen natural en la que el Mg es el metal divalente, el Al es el metal trivalente, y el carbonato es el anión predominante presente. La meixnerita es una arcilla aniónica en la que el Mg es el metal divalente, el Al es el metal trivalente, y el hidroxilo es el anión predominante presente.

Se usa una diversidad de términos para describir el material que se menciona en esta memoria descriptiva como arcilla aniónica, tales como material tipo hidrotalcita e hidróxido doble estratificado. En esta memoria descriptiva se mencionan estos materiales como arcillas aniónicas, que comprenden dentro de ese término materiales tipo hidrotalcita e hidróxidos dobles estratificados.

Para algunas aplicaciones es deseable la presencia de aditivos, tanto metálicos como no metálicos, dentro de la arcilla aniónica. Estos aditivos se usan para alterar o potenciar ciertas propiedades de la arcilla aniónica. Por ejemplo, se añaden Ce y V a la arcilla aniónica para obtener material adecuado para la eliminación de SOx en FCC, del inglés: “fluid catalytic cracking” (craqueo catalítico fluido).

La técnica anterior describe diversos métodos para preparar arcillas aniónicas que contienen aditivo.

Por ejemplo, el documento EP 0 278 535 describe la preparación de una arcilla aniónica que contiene aditivo por co-precipitación de una sal de metal divalente, una sal de metal trivalente, y una sal de metal de tierras raras de una solución acuosa, seguido de endurecimiento por envejecimiento, filtrado, lavado, y secado del precipitado. Desafortunadamente, este método generalmente provoca una distribución inhomogénea del aditivo en la arcilla aniónica. Además, el aditivo puede afectar negativamente al rendimiento de la arcilla aniónica porque, por ejemplo, requiere un intervalo de pH diferente para la precipitación que la sal de metal divalente y/o trivalente, o porque afecta al pH de la solución de tal modo que inhibe la precipitación de la sal de metal divalente y/o divalente. Además, este método requiere el uso de sales metálicas solubles en agua divalente y trivalentes, que son relativamente caras y cuyo uso requiere (I) procedimientos de lavado y filtrado para retirar los aniones, lo que conduce a corrientes de agua residuales, y/o (II) la emisión de gases dañinos para el medioambiente después de calentar el material resultante (por ejemplo, NOx, HCl, SOx).

Otro modo para introducir un aditivo en una arcilla aniónica es mediante impregnación de una arcilla aniónica ya preparada, como se describe en el documento WO 99/49001. Esto, sin embargo, generalmente conduce a la precipitación del aditivo en forma de una fase diferente cerca de la arcilla aniónica y/o la deposición del aditivo principalmente sobre la superficie externa de las partículas de arcilla aniónica.

El documento US 6.028.023 describe la preparación de una arcilla aniónica preparando una mezcla que comprende un compuesto que contiene metal divalente y un compuesto que contiene metal trivalente en condiciones tales que un producto obtenido de la mezcla de reacción sea un compuesto de arcilla no aniónica, tratando por calor el compuesto de arcilla no aniónica, e hidratando el compuesto de arcilla no aniónica tratada por calor para formar un compuesto de arcilla aniónica. La mezcla de reacción puede contener un oxidante metálico, tal como Ce, V, Pd, Pt, etc.

Ahora se ha descubierto que la homogeneidad de la distribución del aditivo dentro de la arcilla aniónica así obtenida puede mejorarse adicionalmente. Además, pueden obtenerse cristales de aditivo más pequeños dentro de la arcilla aniónica. Dichos cristales de aditivo más pequeños proporcionan una mejor interacción con las especies gaseosas durante los procesos catalíticos.

El objeto de la presente invención es proporcionar un proceso para la preparación de una arcilla aniónica que contiene aditivo que da como resultando una distribución de aditivo más homogénea y/o cristales de aditivo más pequeños que los métodos de la técnica anterior.

Este objetivo se consigue por el proceso de acuerdo con la presente invención. Este proceso comprende las etapas de:

a) moler una mezcla física de un compuesto de metal divalente y un compuesto de metal trivalente,

b) calcinar la mezcla física a una temperatura en el intervalo de 200800ºC, y

c) hidratar la mezcla calcinada en suspensión acuosa para formar la arcilla aniónica que contiene aditivo,

en el que un aditivo está presente en la mezcla física y/o la suspensión acuosa de la etapa c).

En este proceso se prepara una mezcla física de compuesto de metal divalente y trivalente y posteriormente se calcina. La expresión "mezcla física" en esta memoria descriptiva se refiere a una mezcla de los compuestos indicados, en un estado seco o acuoso, no habiendo reaccionado dichos compuestos entre sí a ningún grado significativo antes de la etapa de calcinación b). Por tanto, la mezcla física no se ha endurecido por envejecimiento para formar una arcilla aniónica antes de la etapa de calcinación b). Sin embargo, si la mezcla física se forma en suspensión acuosa, incluso sin una etapa de endurecido por envejecimiento, la formación de arcilla aniónica no puede excluirse completamente. En cualquier caso, debe evitarse la formación de más del 10% en peso de arcilla aniónica, en base al contenido de sólidos totales. Preferiblemente, se forma menos del 6% en peso de arcilla aniónica, más preferiblemente se forma menos del 2% en peso de arcilla aniónica, y mucho más preferiblemente no se forma nada de arcilla aniónica antes de que se calcine la mezcla física.

En esta memoria descriptiva el término 'molienda' se define como cualquier método que provoque la reducción del tamaño de partícula. Dicha reducción del tamaño de partícula puede al mismo tiempo provocar la formación de superficies reactivas y/o el calentamiento de las partículas. Los instrumentos que pueden usarse para la molienda incluyen molinos de bolas, mezcladoras de elevada cizalla, mezcladoras coloidales, y transductores eléctricos que pueden introducir ondas de ultrasonidos a la suspensión. La mezcla de baja cizalla, es decir, la agitación que se realiza esencialmente para mantener los ingredientes en suspensión, no se considera 'molienda'.

La mezcla física puede molerse en forma de polvo seco o en suspensión. Estará claro que, cuando la mezcla física está en suspensión, al menos uno de los compuestos metálicos presente en la mezcla (es decir, el compuesto de metal divalente, el compuesto de metal trivalente, o ambos) deber ser insoluble en agua. Compuesto de metal divalente

Los metales divalentes adecuados incluyen magnesio, zinc, níquel, cobre, hierro, cobalto, manganeso, calcio, bario, estroncio, y combinaciones de los mismos. El compuesto de metal divalente más preferido es el magnesio.

Los compuestos adecuados de zinc, níquel, cobre, hierro, cobalto, manganeso, calcio, estroncio, y bario son sus respectivos óxidos, hidróxidos, carbonatos, hidroxicarbonatos, bicarbonatos insolubles en agua, y arcillas y sales -generalmente solubles en agua -como acetatos, hidroxiacetatos, nitratos, y cloruros. Los compuestos de magnesio insolubles en agua adecuados incluyen óxidos o hidróxidos de magnesio tales como MgO, Mg(OH)2, carbonato de magnesio, hidroxicarbonato de magnesio, bicarbonato de magnesio, hidromagnesita y arcillas que contienen magnesio tales como dolomita, saponita, y sepiolita. Los compuestos de magnesio solubles en agua adecuados son acetato de magnesio, formiato de magnesio, (hidroxi)acetato de magnesio, nitrato de magnesio, y cloruro de magnesio.

Los compuestos de metal divalente preferidos son óxidos, hidróxidos, carbonatos, hidroxicarbonatos, bicarbonatos, e (hidroxi)acetatos, ya que estos materiales son relativamente baratos. Además, estos materiales no dejan aniones indeseable en la arcilla aniónica que contiene aditivo que tienen que lavarse o se emitirán en forma gases dañinos para el medioambiente después del calentamiento. Compuesto de metal trivalente

Los...

1. Proceso para la preparación de una arcilla aniónica que contiene aditivo que comprende las etapas de: a) moler una mezcla física de un compuesto de metal divalente y un compuesto de metal trivalente, b) calcinar la mezcla física molida a una temperatura en el intervalo de 200800ºC, y

c) hidratar la mezcla calcinada en suspensión acuosa para formar la arcilla aniónica que contiene aditivo, en el que está presente un aditivo en la mezcla física y/o la suspensión acuosa de la etapa (c).

2. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la molienda se realiza en un molino de bolas, un molino de perlas, un molino de arena, un molino coloidal, una trituradora, o una mezcladora de elevada cizalla, o usando ultrasonidos.

3. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la temperatura de calcinación varía de 300 a 700ºC.

4. Proceso de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la temperatura de calcinación varía de 350 a 600ºC.

5. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el metal divalente se selecciona entre el grupo compuesto por Mg, Zn, Ni, Fe, Co, Ca, Sr, Ba, Mn, y Cu.

6. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el metal trivalente se selecciona entre el grupo compuesto por Al, Ga, Fe, Cr, V, Mn, Co, y Ni.

7. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el aditivo se selecciona entre el grupo compuesto por La, Ce, V, Mo, W, P, Pt, Pd, y Nb.

8. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes seguido por la calcinación de la arcilla aniónica formada que

contiene aditivo.

9. Proceso de acuerdo con la reivindicación 8 seguido de la hidratación de la arcilla aniónica calcinada que contiene aditivo.