CN102513162B - 一种催化剂网巢支撑保护剂及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种催化剂网巢支撑保护剂，用于炼油、化工、气体处理及环保等行业使用的各种固定床催化剂的支撑和保护。催化剂网巢支撑保护剂的结构形状为带有布满直通网孔(1)的齿形柱体(2)，采用非金属矿物原料，经工艺配方、粉碎、制泥、在液压机中经模具挤出成形、干燥后，于1350～1650℃高温烧成。其物理性能为：堆积密度600～1000kg/m3，比表面积依网孔孔径大小分别为500～1600m2/m3，空隙率为70～80％，抗压强度≥400N/颗，耐热温度≥1200℃。具有巨大的比表面积和空隙率，传质效率极高，床层压降小，可极大地提高催化剂和装置的使用效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种催化剂网巢支撑保护剂及其制作方法，用于炼油、化工、气体处理及环保等行业使用的各种催化反应器，属于固体催化剂产品中固定床催化剂的保护和支撑产品领域。
背景技术
目前，在炼油、化工、气体处理及环保等行业已有的催化剂支撑保护剂的形状有球形、拉西环、空心叶轮、多孔球、多孔圆柱、蜂窝圆柱体和长方柱体等。它们的主要缺点是1)比表面积小，气液传质效率低；2)空隙率低，床层阻力大；3)汽液分离切割点少，对流体的分散性低。上述缺点极大地影响了催化剂和装置的使用效率。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种催化剂网巢支撑保护剂及其制作方法。可实现提高支撑剂的比表面积和空隙率，降低床层压降、增加汽液分离切割点，改善流体的分散性，并能够吸附捕捉物料中的杂质颗粒及换热器和加热炉等设备中产生的污垢，从而提高催化剂和装置的使用效率。
为达到所述目的，本发明的技术方案是：
一种催化剂网巢支撑保护剂，其特征在于：催化剂网巢支撑保护剂的结构形状为带有布满直通网孔的齿形柱体；物理性能为：堆积密度600～1000kg/m3，比表面积依网孔孔径大小分别为500～1600m2/m3，空隙率为70～80％，抗压强度≥400N/颗，耐热温度≥1200℃；催化剂网巢支撑保护剂采用非金属矿物原料，经工艺配方、粉碎、制泥、在液压机中经专门模具挤出成形、干燥后，于1350～1650℃高温下2～3小时烧成。
催化剂网巢支撑保护剂的制造方法，其特征在于：
(1)、将矿物原料按重量比例：氧化铝粉5～90％，莫来石粉2～15％，高岭土5～90％，配好；
(2)、加入混合料重量3～5％的羧甲基纤维素粘合剂，经球磨混合15～20小时，粉碎至过250目筛，加入润滑剂，脱模剂和水在捏合机中捏合1～3小时成泥料，在温度20～30℃、相对湿度50～90％的室内陈腐3～7天，放入真空练泥机进行脱气练泥后，放入液压机中经专门模具挤出成形，制成结构形状为带有布满直通网孔的齿形柱体坯体；
(3)、将齿形柱体坯体先在温度20～30℃、相对湿度50～90％的室内阴置1～2天，再在温度为150～200℃的烘房中干燥至水分小于5％；
(4)、修坯，最后置于窑炉中，在1350～1650℃高温下2～3小时烧成。
本发明的有益效果是：采用独特配方和工艺制成的催化剂网巢支撑保护剂，具有巨大的比表面积和空隙率，传质效率极高，床层压降小，堆填比重小，独特的网巢结构，使得气液分离切割点多，并能吸附滤除物料和工艺设备中产生的污垢及杂质颗粒，可极大地提高催化剂和装置的使用效率。
附图说明
图1示出了催化剂网巢支撑保护剂的俯视结构示意图；
图2示出了催化剂网巢支撑保护剂的局部剖俯视结构示意图；
图中，1、网孔，2、齿形柱体。
具体实施例式
以下给出三个不同Al2O3含量和网孔孔径的实施例，分别说明了按上述发明制备的催化剂网巢支撑保护剂和相应的物理性能。
实施例一：按材料配方的化学组成为：Al2O330％、SiO265％、CaO+MgO1～5％、K2O+Na2O1～6％、Fe2O3≤1％，将矿物原料氧化铝粉5％，莫来石粉5％，高岭土90％，按重量比例配好，加入混合料重量3％的羧甲基纤维素粘合剂，经球磨混合15～16小时，粉碎至过250目筛，加入润滑剂，脱模剂和水在捏合机中捏合2～3小时成泥料，在温度20～30℃、相对湿度50～90％的室内陈腐6～7天，放入真空练泥机进行脱气练泥后，放入液压机中经专门模具挤出成形，制成直径为10mm、高度为10mm、网孔1为三角孔、孔径为1.3mm的齿形柱坯体2。将成形体先在温度20～30℃、相对湿度50～90％的室内阴置1～2天，再在温度为150～200℃的烘房中干燥至水分小于5％，后修坯，最后置于窑炉中，在1350℃高温下2～3小时烧成。
产品的堆积密度为810kg/m3，比表面积为1600m2/m3，空隙率为72％，抗压强度420N/颗，耐热温度1300℃。
实施例二：按材料配方的化学组成为：Al2O395％、SiO21％，CaO+MgO1～5％、K2O+Na2O1～6％、Fe2O3≤1％，将矿物原料氧化铝粉90％，莫来石粉5％，高岭土5％，按重量比例配好，加入混合料重量5％的羧甲基纤维素粘合剂，经球磨混合18～20小时，粉碎至过250目筛，加入润滑剂，脱模剂和水在捏合机中捏合2～3小时成泥料，在温度20～30℃、相对湿度50～90％的室内陈腐3～5天，放入真空练泥机进行脱气练泥后，放入液压机中经专门模具挤出成形，制成直径为100mm，高度为100mm，网孔1为六方孔，孔径为3.0mm的齿形柱坯体2。将成形体先在温度20～30℃、相对湿度50～90％的室内阴置1～2天，再在温度为150～200℃的烘房中干燥至水分小于5％，后修坯，最后置于窑炉中，在1650℃高温下2～3小时烧成。
产品的堆积密度为780kg/m3，比表面积为850m2/m3，空隙率为80％，抗压强度480N/颗，耐热温度1600℃。
实施例三：按材料配方的化学组成为：Al2O370％、SiO225％，CaO+MgO1～5％、K2O+Na2O1～6％、Fe2O3≤1％，将矿物原料氧化铝粉50％，莫来石粉15％，高岭土35％，按重量比例配好，加入混合料重量4％的羧甲基纤维素粘合剂，经球磨混合16～18小时，粉碎至过250目筛，加入润滑剂，脱模剂和水在捏合机中捏合1～3小时成泥料，在温度20～30℃、相对湿度50～90％的室内陈腐5～6天，放入真空练泥机进行脱气练泥后，放入液压机中经专门模具挤出成形，制成直径为50mm，高度为50mm，网孔1为菱形孔，孔径为1.5mm的齿形柱坯体2。将成形体先在温度20～30℃、相对湿度50～90％的室内阴置1～2天，再在温度为150～200℃的烘房中干燥至水分小于5％，后修坯，最后置于窑炉中，在1550℃高温下2～3小时烧成。
产品的堆积密度为760kg/m3，比表面积为1480m2/m3，空隙率为76％，抗压强度450N/颗，耐热温度1500℃。
Claims (1)
1.一种催化剂网巢支撑保护剂，采用的矿物原料组成的重量百分比为：氧化铝粉5～90％，莫来石粉2～15％，高岭土5～90％，所述催化剂网巢支撑保护剂的化学组成依重量比为：Al2O330～95％、SiO21～65％、CaO+MgO1～5％、K2O+Na2O1～6％、Fe2O3≤1％，催化剂网巢支撑保护剂的结构形状为带有布满直通网孔的齿形柱体，其物理性能为：堆积密度600～1000kg／m3，比表面积依网孔孔径大小分别为500～1600m2／m3，空隙率为70～80％，抗压强度≥400N／颗，耐热温度≥1200℃，齿形柱体的直径为10～100mm，高度为10～50mm；网孔的孔径为1～3mm，网孔的孔形为三角孔、六方孔、圆孔或菱形孔，其特征在于：所述催化剂网巢支撑保护剂的制作方法为：(1)、将矿物原料按重量比例：氧化铝粉5～90％，莫来石粉2～15％，高岭土5～90％，配好；(2)、加入混合料重量3～5％的羧甲基纤维素粘合剂，经球磨混合15～20小时，粉碎至过250目筛，加入润滑剂，脱模剂和水在捏合机中捏合1～3小时成泥料，在温度20～30℃、相对湿度50～90％的室内陈腐3～7天，放入真空练泥机进行脱气练泥后，放入液压机中经专门模具挤出成形，制成结构形状为带有布满直通网孔的齿形柱体坯体；(3)、将齿形柱体坯体先在温度20～30℃、相对湿度50～90％的室内阴置1～2天，再在温度为150～200℃的烘房中干燥至水分小于5％；(4)、修坯，最后置于窑炉中，在1350～1650℃高温下2～3小时烧成。
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