[发明专利]空心开孔瓷球的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种用于石油化工领域反应器的填充料的制备方法，具体地说是一种空心开孔陶瓷球陶瓷材料的制备方法。

背景技术

在石油化工领域，广泛使用瓷球作为反应器的一种填料，它具有较好的机械强度、耐酸碱和耐腐蚀性，而且能提高反应器内物料的再分散性，降低流通阻力，进一步提高气液体的过滤效果，但其比重大，孔隙小，只能靠堆积间隙来容纳杂质，当油品沉积物堵塞间隙后，反应器压降增加，装置必须停工处理。

为了提高瓷球的容积垢能力，本领域在瓷球外形上做了大量改进工作，如CN201053000Y提出的蜂窝开孔瓷球、CN2837299Y提出实心开孔瓷球、CN2550055Y提出灯笼型瓷球、CN2848852Y蜂窝瓷球、CN2413787Y提出开孔瓷球、CN2762877Y提出表面突起冠状瓷球、CN2535119Y提出泡轻开孔瓷球、CN2360151Y提出沟槽瓷球。这些设计新颖的瓷球与纯实心瓷球相比有了很大的改善，但仍存在堆积比重大、孔隙率小，容垢能力差的不足。

发明内容

本发明设计了一种新的空心开孔陶瓷球的制备方法，这种瓷球具有堆积比重小、孔隙率大，容垢能力强的优点，能有效降低反应器床层压降，调节反应物流分布，这种空心开孔瓷球具有广阔的应用前景。

本发明空心开孔瓷球的制备方法包括如下内容：

1、制备瓷泥；

2、以球形钙质或镁质材料为空心剂，空心剂均匀地外裹一层瓷泥，然后在模具中压制成型，晾干，形成瓷胚；

3、在瓷胚上开孔；

4、把开孔的瓷胚放入焙烧炉中，升温到1200℃-1600℃烧结0.5～5小时；

5、瓷球冷却至室温，放入酸性溶液中，溶解空心剂，制得空心开孔瓷球。

本发明方法中，瓷泥可以按现有方法制备，为了增加瓷泥的粘结性，在瓷土原料中加入适量氧化铝干胶，氧化铝干胶用量为瓷土重量的5％～30％。

本发明方法中，钙质或镁质材料的空心剂一般为氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙、氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁等，优选为氧化钙或氧化镁。钙质材料或镁质材料采用适宜的方法制成球形，如用模具压制成型等。在空心剂表面可以涂覆一层淀粉等物质，使空心剂和瓷球形成隔离。

本发明方法中，溶解空心剂的酸性溶液为盐酸溶液，盐酸溶液的浓度一般为0.1～5mol/L。

本发明方法制备瓷球的直径、开孔形状、开孔率、空心瓷球的厚度等根据应用的需要确定。

本发明方法可以根据需要制备各种适宜性质的空心开孔瓷球，空心开孔瓷球具有更大孔隙率和容垢能力，适用于含杂质或易积垢反应系统，如渣油加氢催化剂床层顶部，焦化汽油加氢催化剂床层顶部，污水处理系统反应器中等。

附图说明

图1为第一种开孔空心瓷球结构示意图；

图2为第二种开孔空心瓷球结构示意图；

图3为第三种开孔空心瓷球结构示意图。

其中：1、瓷球外表面，2、瓷球空心球面，3、球面开孔。

具体实施方式

下面给出本发明空心开孔瓷球的具体制备过程。

1、以氧化铝干胶及瓷土为原料，氧化铝干胶为瓷土重量的10％，加入适量助剂和水以及胶溶剂，混合、搅拌成可用瓷泥。

2、以适宜直径的球形氧化钙为空心剂，均匀地外裹一层瓷泥，整体呈球形或近似球形，然后在模具中压制成型，晾干，形成瓷胚。

3、在瓷胚上开孔，根据球的大小做适当调节，孔在球面上均匀分布。

4、把开孔的瓷胚放入焙烧炉中，升温到1200℃-1600℃，形成含孔烧结瓷球。

5、瓷球冷却至室温，放入酸性溶液中，溶解空心剂氧化钙，制得空心开孔陶瓷球。

空心开孔瓷球的直径可以根据需要确定，一般为3～80mm，优选5～20mm。空心开孔瓷球的厚度一般为空心开孔瓷球直径的2％～40％，优选为5％～30％。空心开孔瓷球表面的开孔可以是各种适宜形状，优选为圆形、椭圆形、多边形、条形等。开孔的数量根据空心开孔瓷球的直径具体设置，一般为2～100个，优选为4～20个。开孔率(开孔的总面积占空心开孔瓷球外面表积比例)为0.1％～30％，优选为1％～20％。

实施例1