專利名稱：高鋁波紋型蜂窩保護(hù)劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于煉油、化工行業(yè)的固定床反應(yīng)器中催化床層保護(hù)劑，尤其是涉及高鋁波紋型蜂窩保護(hù)劑。
背景技術(shù)：
眾所周知，固定床反應(yīng)器是石化、化工、煤化工等行業(yè)中重要的設(shè)備，所述保護(hù)劑它主要用于塔內(nèi)催化反應(yīng)保護(hù)，化工行業(yè)如氨合成塔、二氧化硫接觸氧化器、烴類蒸汽轉(zhuǎn)化爐和煉油中的催化重整、加氫脫硫脫氮、加氫裂化與精制、催化裂化等，以及乙烯氧化、乙苯脫氫等固定床反應(yīng)器。根據(jù)固定床反應(yīng)器中催化反應(yīng)溫度分布、壓降大小、氣液性質(zhì)、催化效率和運(yùn)行工作成本等各方面的綜合工藝要求，對(duì)于固定床反應(yīng)器內(nèi)催化劑的保護(hù)劑不僅要求強(qiáng)度高、耐酸堿性好，而且要求其空隙率高、比表面積大，橫截面孔隙分布分散均勻。目前，在固定床反應(yīng)器中用于催化劑的保護(hù)劑主要由瓷球、瓷環(huán)構(gòu)成和普通蜂窩陶瓷片產(chǎn)品組成。瓷球雖然具有強(qiáng)度高、耐酸堿性好的特點(diǎn)，但它們存在下述缺點(diǎn)一是由于瓷球本身結(jié)構(gòu)的限制，空隙率低、比表面積小，導(dǎo)致固定床反應(yīng)器中壓降過大，增加反應(yīng)物的流動(dòng)阻力，降低反應(yīng)物有效接觸的頻率，從而影響固定床反應(yīng)器的催化反應(yīng)效率；二是瓷環(huán)雖然空隙率較高，但瓷環(huán)顆粒之間孔徑過大且分布不均勻，使其攔截雜質(zhì)能力降低，支撐小規(guī)格催化劑有諸多限制，影響了處理效果，縮短了固定床反應(yīng)器使用周期，增加了運(yùn)行成本。因此在石油煉化工藝中，由于催化劑本身是一種強(qiáng)度較低，堆積密度小的物質(zhì)，針對(duì)現(xiàn)有固定床層中瓷球、瓷環(huán)等催化保護(hù)劑不適應(yīng)石油煉化催化反應(yīng)要求的問題，在石油煉化催化反應(yīng)中，人們開始大量使用強(qiáng)度較高、耐酸堿性較好，空隙率較高、比表面積較大、堆積比重低、 橫截面孔隙分布分散較均勻、攔截雜質(zhì)能力較好的普通蜂窩陶瓷作為保護(hù)劑。但隨著原油重質(zhì)化、劣質(zhì)化趨勢，以及原油的深度利用開發(fā)，重油原油的雜質(zhì)含量高，雜質(zhì)容易積沉在普通蜂窩填料的各個(gè)界面上，形成局部堵塞，降低了催化反應(yīng)效率，減少了催化劑吸附雜質(zhì)能力，不僅造成反應(yīng)器油氣通道堵塞，也會(huì)影響到固定床反應(yīng)器正常運(yùn)行周期。在煉油固定床反應(yīng)器的催化反應(yīng)中，現(xiàn)有普通蜂窩保護(hù)劑還存在下列不足之處普通蜂窩陶瓷片類產(chǎn)品雖然解決了比表面積大、分配能力較強(qiáng)、吸附過濾雜質(zhì)能力強(qiáng)的問題，但同時(shí)存在孔隙率仍然不足，特別是徑向氣液傳質(zhì)效果較差、實(shí)際過濾吸附過程中較長的直通孔不能充分吸附滿容、不能使反應(yīng)界面形成氣液的有效紊流的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中普通蜂窩保護(hù)劑在固定床反應(yīng)器中存在的問題，本發(fā)明提出了一種不僅抗壓強(qiáng)度大、耐酸耐堿性強(qiáng)，堆積密度更低、而且孔隙率更大、有效吸附能力更強(qiáng)、徑向氣液傳質(zhì)效果更好、可在反應(yīng)界面上形成有效紊流的高鋁波紋型蜂窩保護(hù)劑。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是所述高鋁波紋型蜂窩保護(hù)劑包括本體，所述本體上設(shè)置有呈網(wǎng)狀分布的蜂窩孔(3)，其特征是所述本體端面為外凸的環(huán)體，所述環(huán)體橫斷面相連呈波紋形，波紋凹谷所在的基面位于曲面或折面上，所述本體由氧化鋁、高嶺土、滑石和粘土組成，各組份重量百分比為氧化鋁80-90%、高嶺土 5-10%、滑石 2-5%和粘土 2-5%，并按下述方法步驟制備而成
a、按比例將氧化鋁、高嶺土、滑石和粘土原料經(jīng)球磨、預(yù)混合和篩分制成干粉，
b、在干粉中加入干粉總重量3-5%的桐油和適量的水經(jīng)球磨混合形成泥料，
c、再進(jìn)行煉泥、陳腐、擠壓成型制成坯體，微波定型，
d、將坯體烘干和機(jī)械打磨成型后，再置入窯爐燒制，緩慢加溫至1300-140(TC保溫3-8 小時(shí)，隨爐冷卻后出爐，即可制得高鋁波紋型蜂窩保護(hù)劑。所述蜂窩孔由模具壓制形成，蜂窩孔橫截面為三角、菱形、多邊形、圓形或橢圓形， 蜂窩孔大小均勻或有規(guī)律分布多類型通孔，除圓形或橢圓形蜂窩孔外所有蜂窩孔的邊都是由整體貫穿端面的連續(xù)直線組成。所述環(huán)體為螺旋環(huán)體，圓錐環(huán)體、正六邊環(huán)體、正五邊形環(huán)體或其它環(huán)體。所述環(huán)體橫截面上波紋凸峰與凹谷外輪廓形狀相連為連續(xù)弧線、間斷弧線、折線或弧線與折線混合；曲度與折度大小一致或不一致。本發(fā)明主要化學(xué)成份重量百分比是氧化鋁彡83%，二氧化硅8_15%。本發(fā)明主要技術(shù)指標(biāo)是
比重2. 6-3. 3g/cm3，空隙率彡 73%， 抗壓強(qiáng)度橫向彡50KN/顆，縱向彡2KN/顆， 堆積密度622-886kg/m3’，比表面積彡846m2/m3, 所述波紋凸峰與凹谷間距相等或不相等，凸峰與凹谷形狀相同或不同。本發(fā)明所述高鋁波紋型蜂窩保護(hù)劑分為覆蓋劑、吸附劑、分配劑三種，分別具有表面覆蓋、雜質(zhì)吸附、反應(yīng)物分配的功能，它們主要應(yīng)用于石油、化工行業(yè)的固定床反應(yīng)器催化劑床層的上部、下部與催化劑床層中的分級(jí)裝填，它不僅抗壓強(qiáng)度高、耐酸堿性好，而且相對(duì)普通蜂窩陶瓷片裝填層有效空隙率可提高15%以上，提高了吸附空間和吸附效果，反應(yīng)物流動(dòng)分配更充分均勻，使反應(yīng)界面形成紊流產(chǎn)生脈動(dòng)，提高催化劑活性發(fā)揮，降低因雜質(zhì)、焦質(zhì)所引起的床層壓降、延長催化劑及系統(tǒng)運(yùn)行壽命，降低系統(tǒng)能源消耗。所述波紋型蜂窩保護(hù)劑是一種增強(qiáng)雜質(zhì)吸附、固污能力，提高氣液分布效果，提高催化劑使用壽命，降低運(yùn)行成本的高鋁波紋型蜂窩保護(hù)劑，它結(jié)合了各種不同類型填料的優(yōu)勢，最大限度減少廢氣排放、降低能源消耗，同時(shí)降低了煉油加工成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。


圖1是本發(fā)明第一種上、下端面均為球面的俯視結(jié)構(gòu)示意圖， 圖2是圖1的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖，
圖3是本發(fā)明另一種上、下端面均為折面的俯視結(jié)構(gòu)示意圖， 圖4是圖3的B-B剖視結(jié)構(gòu)示意圖。在圖中，1、蜂窩孔壁2、本體3、蜂窩孔4、曲面或折面5、凹谷6、凸蜂。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1，在圖1和圖2中，所述高鋁波紋型蜂窩保護(hù)劑由氧化鋁81%、高嶺土 11%、 滑石3%和粘土 5%，并按下述方法步驟制備而成a、將氧化鋁、高嶺土、滑石和粘土原料經(jīng)球磨、預(yù)混合和篩分制成干粉，
b、在干粉中加入干粉總重量5%的桐油和適量的水經(jīng)球磨混合形成泥料，
c、再將泥料捏合成泥料、再進(jìn)行煉泥、陳腐、擠壓成型制成坯體，
d、將坯體烘干、干燥定型、機(jī)械打磨成型后，再置入窯爐中，緩慢加熱至1300-1400°C保溫鍛燒，保溫5小時(shí)，隨爐冷卻后出爐，即可制得高鋁波紋型蜂窩保護(hù)劑。所述高鋁波紋型蜂窩保護(hù)劑包括呈圓柱形的本體2，所述本體上沿縱軸向均勻間隔設(shè)置有呈網(wǎng)狀分布的蜂窩孔3，所述蜂窩孔橫截面為三角形，蜂窩孔壁1厚度為 0.3mm士0.1mm- 0.4 mm士0. 1mm，所述本體上下端面均為外凸的環(huán)體，所述環(huán)體為圓錐環(huán)體，圓錐環(huán)體呈寶塔形同心設(shè)置，環(huán)體也可為螺旋環(huán)體，所述環(huán)體橫斷面相連后呈波紋形或折線形，所述波紋具有凸峰6與凹谷5，凹谷5所在的基面位于一個(gè)曲面4上，即所有凹谷谷底(凹谷最低點(diǎn))所在的基面都位于一個(gè)曲面上，凸峰最大高度和凹谷最大深度為1 5mm。 凸峰與凹谷間距相等或不相等，凸峰與凹谷形狀相同或不同，環(huán)體波紋向外或向內(nèi)擴(kuò)散，本體直徑為Φ 25mm至Φ 50mm之間。實(shí)施例2，在圖3和圖4中，所述高鋁波紋型蜂窩保護(hù)劑由氧化鋁89%、高嶺土 5%、 滑石3%和粘土 3%，并按下述方法步驟制備而成
a、將氧化鋁、高嶺土、滑石和粘土原料經(jīng)球磨、預(yù)混合和篩分制成干粉，
b、在干粉中加入干粉總重量3%的桐油和適量的水經(jīng)球磨混合形成泥料， C、再將泥料捏合成泥料、再進(jìn)行煉泥、陳腐、擠壓成型制成坯體，
d、將坯體烘干、干燥定型、機(jī)械打磨成型后，再置入窯爐中，緩慢加熱至1300-1400°C保溫鍛燒，保溫7小時(shí)，隨爐冷卻后出爐，即可制得高鋁波紋型蜂窩保護(hù)劑。所述蜂窩保護(hù)劑包括呈圓柱形的本體2，所述本體上沿軸向均勻間隔設(shè)置有呈網(wǎng)狀分布的蜂窩孔3，所述蜂窩孔橫截面為三角形，蜂窩孔壁1厚度為0. 3mm士0. Imm- 0. 4 mm士0. 1mm，所述本體上下端面均為外凸的環(huán)體，所述環(huán)體為正六方環(huán)體，正六方環(huán)體呈寶塔形同心設(shè)置，所述正六方環(huán)體橫斷面相連后為連續(xù)或間斷的波紋形，所述波紋具有凸峰6 與凹谷5，所述波紋凹谷5所在的基面位于折面4上，即所有凹谷谷底(凹谷最低點(diǎn))所在的基面都位于折面上，所述折面由一個(gè)平面和六個(gè)面積相同和同向傾斜及面積相同的扇形側(cè)面組成，在整個(gè)折面上設(shè)置有蜂窩孔3，(如圖3所示，圖3中只畫出一部份蜂窩孔在折面上的位置)，所述凸峰最大高度和凹谷最大深度為1 5mm。凸峰與凹谷間距相等或不相等，凸峰與凹谷形狀相同或不同，同心的環(huán)形波紋向外或向內(nèi)擴(kuò)散，所述本體上端面和下端面直徑為Φ25πιπι至Φ50πιπι之間。當(dāng)然所述折面也可由五個(gè)側(cè)面或其它多個(gè)側(cè)面直接形成棱錐形折面，還可由五個(gè)側(cè)面或其它多個(gè)側(cè)面的一個(gè)頂面形成折面。
權(quán)利要求
1.高鋁波紋型蜂窩保護(hù)劑，它包括本體(2)，所述本體上設(shè)置有呈網(wǎng)狀分布的蜂窩孔 (3)，其特征是所述本體(2)端面為外凸的環(huán)體，所述環(huán)體橫斷面相連呈波紋形，波紋凹谷所在的基面位于曲面或折面(4)上，所述本體由氧化鋁、高嶺土、滑石和粘土組成，各組份重量百分比為氧化鋁80-90%、高嶺土 5-10%、滑石2-5%和粘土 2_5%，并按下述方法步驟制備而成a、將氧化鋁、高嶺土、滑石和粘土原料經(jīng)球磨、預(yù)混合和篩分制成干粉，b、在干粉中加入干粉總重量3-5%的桐油和適量的水經(jīng)球磨混合形成泥料， C、再進(jìn)行煉泥、陳腐、擠壓成型制成坯體，微波定型，d、將坯體烘干和機(jī)械打磨成型后，再置入窯爐燒制，緩慢加溫至1300-140(TC保溫3-8 小時(shí)，隨爐冷卻后出爐，即可制得高鋁波紋型蜂窩保護(hù)劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了高鋁波紋型蜂窩保護(hù)劑，它包括本體，所述本體上設(shè)置有呈網(wǎng)狀分布的蜂窩孔(3)，所述本體(2)端面為外凸的環(huán)體，所述環(huán)體橫斷面相連后呈波紋形，所述波紋凹谷(5)所在的基面位于曲面或折面(4)上，所述本體由氧化鋁、高嶺土、滑石和粘土組成，各組份重量百分比為三氧化鋁80-90%、高嶺土5-10%、滑石2-5%和粘土2-5%，本發(fā)明是一種增強(qiáng)雜質(zhì)吸附、固污能力，提高氣液分布效果，提高催化劑使用壽命，降低運(yùn)行成本的高鋁波紋型蜂窩保護(hù)劑，它結(jié)合了各種不同類型填料的優(yōu)勢，最大限度減少廢氣排放、降低能源消耗，同時(shí)降低了煉油加工成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。
文檔編號(hào)B01J21/16GK102407165SQ20111041225
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者王漢冀 申請(qǐng)人:王漢冀