[发明专利]蜂窝陶瓷脉冲保护剂

说明书

技术领域

 本发明涉及用于石化、环保等行业固定床反应器中的催化支撑保护剂。

背景技术

 众所周知，固定床反应器是炼油、石化、化工、环保和冶金等行业中重要的设备装置，它主要用于塔内催化反应，如氨合成塔、二氧化硫接触氧化器、烃类蒸汽转化炉和炼油中的催化重整、加氢脱硫、加氢裂化与精制，以及乙烯氧化、乙苯脱氢等固定床反应器。此外还可用于非催化的天然气转化、水煤气生产和工业废水处理等。根据固定床反应器中催化反应温度分布、压降大小、气液性质、催化效率和运行工作成本等各方面的综合工艺要求，对于固定床反应器内催化剂的保护剂不仅要求强度高、耐酸碱性好，而且要求其空隙率高、比表面积大，横截面孔隙分布分散均匀。目前，在固定床反应器中用于催化剂的保护剂主要由瓷球、瓷环构成。瓷球虽然具有强度高、耐酸碱性好的特点，但它们存在下述缺点：一是由于瓷球本身结构的限制，空隙率低、比表面积小，导致固定床反应器中压降过大，增加反应物的流动阻力，降低反应物有效接触的频率，从而影响固定床反应器的催化反应效率；二是瓷环虽然空隙率较高，但瓷环颗粒之间孔径过大且分布不均匀，使其拦截杂质能力降低，支撑小规格催化剂有诸多限制，影响了处理效果，缩短了固定床反应器使用周期，增加了运行工作成本。因此在石油炼化催化反应中，由于催化剂本身是一种强度较低，堆积密度小的物质，针对现有固定床层中瓷球、瓷环等催化保护剂不适应石油炼化催化反应要求的问题，在石油炼化催化反应中人们开始大量使用强度较高、耐酸碱性好，空隙率高、比表面积大，横截面孔隙分布分散均匀、拦截杂质能力较好的蜂窝陶瓷作为催化保护剂。但随着原油变重，质量变差，以及原油的深度利用开发，重油原油的杂质含量高，在炼油固定床反应器的催化反应中，现有蜂窝陶瓷保护剂还存在下列不足之处：一是由于一般蜂窝陶瓷呈惰性且抗压强度和耐磨性不高，蜂窝陶瓷活性吸附能力不强；二是由于原油杂质增多，杂质容易积沉在反应器中催化剂和保护剂之间的界面上，反应相在界面上不能形成很好的催化反应，降低了催化剂吸附杂质能力，不仅造成反应器油气通道堵塞，使反应器内的压力降上升，且还可能会使催化剂过快沉碳和结焦，从而缩短催化剂的使用寿命，既影响了固定床反应器的正常运行周期，又增加了催化剂的消耗，减少了炼油产量，增加了炼油加工成本，降低了经济效益。

发明内容

 针对上述现有技术中蜂窝陶瓷催化保护剂在固定床反应器中存在的问题，本发明提出了一种不仅抗压强度高、耐磨和活性吸附性好，而且可在反应界上形成脉冲紊流，增强杂质吸附能力，增加催化剂使用寿命和反应效果，降低成本，提高产量和效益的蜂窝陶瓷脉冲保护剂。

本发明要解决的技术问题所采取的技术方案是：所述蜂窝陶瓷脉冲保护剂由三氧化铝粉、氧化硅粉、氧化镁和高岭土组成，各组份重量百分比为：三氧化铝粉50-60%、氧化硅粉30-40%、氧化镁3-6%、高岭土3-5%，所述蜂窝陶瓷脉冲保护剂内部具有网状的蜂窝孔，所述蜂窝陶瓷脉冲保护剂上设置有拆弯形或曲线形的通孔，所述蜂窝陶瓷脉冲保护剂按下述方法步骤制备而成：

a、按重量百分比将三氧化铝粉、氧化硅粉、氧化镁和高岭土原料经球磨混合筛分制成干粉，

b、再在干粉中依次加入干粉总重量3-7%的有机粘接剂、2-5%的造孔剂、2-7%的润滑剂和适量的水经球磨混合形成泥料，

c、再将泥料捏合成泥料、再进行炼泥、陈腐、挤压成型制成坯体， 

d、将坯体干燥定型后，再置入煅烧炉中，加热至1100-1300℃保温锻烧，保温3-8小时，随炉冷却后出炉，即可制得蜂窝陶瓷脉冲保护剂。

本发明外形为扁圆柱体、方体或长方体等，所述蜂窝孔由模具形成，蜂窝孔横截面为三角形、方形、圆形或其它形。所述通孔呈同心圆环形或井字形间隔或交错设置在保护剂两端面上。

所述有机粘接剂为甲基纤维素、桐油等；所述造孔剂为粉煤灰、硅胶等；所述润滑剂为甘油、滑石粉等。

本发明化学成份重量百分比是：三氧化铝：63-67%，二氧化硅：27-32%，氧化镁2-5.5%，其余为杂质。

本发明主要物理技术指标是：

比重：2.3-2.6g/cm3，  耐酸度:≥99.48%，耐碱度: ≥ 98.21% ，

空隙率：≥71.2%，吸水率＜10，最大使用温度；1350℃，

抗压强度：横向：≥42KN/颗， 纵向：≥0.48KN/颗， 耐热急变温度：≥427℃，

堆积密度：632-686kg/m^3，， 比表面积:≥846m²/m³，