专利名称：高铝波纹型蜂窝保护剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于炼油、化工行业的固定床反应器中催化床层保护剂，尤其是涉及高铝波纹型蜂窝保护剂。
背景技术：
众所周知，固定床反应器是石化、化工、煤化工等行业中重要的设备，所述保护剂它主要用于塔内催化反应保护，化工行业如氨合成塔、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、加氢脱硫脱氮、加氢裂化与精制、催化裂化等，以及乙烯氧化、乙苯脱氢等固定床反应器。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勻。目前，在固定床反应器中用于催化剂的保护剂主要由瓷球、瓷环构成和普通蜂窝陶瓷片产品组成。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勻，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，增加了运行成本。因此在石油炼化工艺中，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、耐酸碱性较好，空隙率较高、比表面积较大、堆积比重低、 横截面孔隙分布分散较均勻、拦截杂质能力较好的普通蜂窝陶瓷作为保护剂。但随着原油重质化、劣质化趋势，以及原油的深度利用开发，重油原油的杂质含量高，杂质容易积沉在普通蜂窝填料的各个界面上，形成局部堵塞，降低了催化反应效率，减少了催化剂吸附杂质能力，不仅造成反应器油气通道堵塞，也会影响到固定床反应器正常运行周期。在炼油固定床反应器的催化反应中，现有普通蜂窝保护剂还存在下列不足之处普通蜂窝陶瓷片类产品虽然解决了比表面积大、分配能力较强、吸附过滤杂质能力强的问题，但同时存在孔隙率仍然不足，特别是径向气液传质效果较差、实际过滤吸附过程中较长的直通孔不能充分吸附满容、不能使反应界面形成气液的有效紊流的缺点。
发明内容
针对上述现有技术中普通蜂窝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大、耐酸耐碱性强，堆积密度更低、而且孔隙率更大、有效吸附能力更强、径向气液传质效果更好、可在反应界面上形成有效紊流的高铝波纹型蜂窝保护剂。本发明要解决的技术问题所采取的技术方案是所述高铝波纹型蜂窝保护剂包括本体，所述本体上设置有呈网状分布的蜂窝孔(3)，其特征是所述本体端面为外凸的环体，所述环体横断面相连呈波纹形，波纹凹谷所在的基面位于曲面或折面上，所述本体由氧化铝、高岭土、滑石和粘土组成，各组份重量百分比为氧化铝80-90%、高岭土 5-10%、滑石 2-5%和粘土 2-5%，并按下述方法步骤制备而成
a、按比例将氧化铝、高岭土、滑石和粘土原料经球磨、预混合和筛分制成干粉，
b、在干粉中加入干粉总重量3-5%的桐油和适量的水经球磨混合形成泥料，
c、再进行炼泥、陈腐、挤压成型制成坯体，微波定型，
d、将坯体烘干和机械打磨成型后，再置入窑炉烧制，缓慢加温至1300-140(TC保温3-8 小时，随炉冷却后出炉，即可制得高铝波纹型蜂窝保护剂。所述蜂窝孔由模具压制形成，蜂窝孔横截面为三角、菱形、多边形、圆形或椭圆形， 蜂窝孔大小均勻或有规律分布多类型通孔，除圆形或椭圆形蜂窝孔外所有蜂窝孔的边都是由整体贯穿端面的连续直线组成。所述环体为螺旋环体，圆锥环体、正六边环体、正五边形环体或其它环体。所述环体横截面上波纹凸峰与凹谷外轮廓形状相连为连续弧线、间断弧线、折线或弧线与折线混合；曲度与折度大小一致或不一致。本发明主要化学成份重量百分比是氧化铝彡83%，二氧化硅8_15%。本发明主要技术指标是
比重2. 6-3. 3g/cm3，空隙率彡 73%， 抗压强度横向彡50KN/颗，纵向彡2KN/颗， 堆积密度622-886kg/m3’，比表面积彡846m2/m3, 所述波纹凸峰与凹谷间距相等或不相等，凸峰与凹谷形状相同或不同。本发明所述高铝波纹型蜂窝保护剂分为覆盖剂、吸附剂、分配剂三种，分别具有表面覆盖、杂质吸附、反应物分配的功能，它们主要应用于石油、化工行业的固定床反应器催化剂床层的上部、下部与催化剂床层中的分级装填，它不仅抗压强度高、耐酸碱性好，而且相对普通蜂窝陶瓷片装填层有效空隙率可提高15%以上，提高了吸附空间和吸附效果，反应物流动分配更充分均勻，使反应界面形成紊流产生脉动，提高催化剂活性发挥，降低因杂质、焦质所引起的床层压降、延长催化剂及系统运行寿命，降低系统能源消耗。所述波纹型蜂窝保护剂是一种增强杂质吸附、固污能力，提高气液分布效果，提高催化剂使用寿命，降低运行成本的高铝波纹型蜂窝保护剂，它结合了各种不同类型填料的优势，最大限度减少废气排放、降低能源消耗，同时降低了炼油加工成本，提高了经济效益与社会效益。
图1是本发明第一种上、下端面均为球面的俯视结构示意图， 图2是图1的A-A剖视结构示意图，
图3是本发明另一种上、下端面均为折面的俯视结构示意图， 图4是图3的B-B剖视结构示意图。在图中，1、蜂窝孔壁2、本体3、蜂窝孔4、曲面或折面5、凹谷6、凸蜂。
具体实施例方式实施例1，在图1和图2中，所述高铝波纹型蜂窝保护剂由氧化铝81%、高岭土 11%、 滑石3%和粘土 5%，并按下述方法步骤制备而成a、将氧化铝、高岭土、滑石和粘土原料经球磨、预混合和筛分制成干粉，
b、在干粉中加入干粉总重量5%的桐油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、将坯体烘干、干燥定型、机械打磨成型后，再置入窑炉中，缓慢加热至1300-1400°C保温锻烧，保温5小时，随炉冷却后出炉，即可制得高铝波纹型蜂窝保护剂。所述高铝波纹型蜂窝保护剂包括呈圆柱形的本体2，所述本体上沿纵轴向均勻间隔设置有呈网状分布的蜂窝孔3，所述蜂窝孔横截面为三角形，蜂窝孔壁1厚度为 0.3mm士0.1mm- 0.4 mm士0. 1mm，所述本体上下端面均为外凸的环体，所述环体为圆锥环体，圆锥环体呈宝塔形同心设置，环体也可为螺旋环体，所述环体横断面相连后呈波纹形或折线形，所述波纹具有凸峰6与凹谷5，凹谷5所在的基面位于一个曲面4上，即所有凹谷谷底(凹谷最低点)所在的基面都位于一个曲面上，凸峰最大高度和凹谷最大深度为1 5mm。 凸峰与凹谷间距相等或不相等，凸峰与凹谷形状相同或不同，环体波纹向外或向内扩散，本体直径为Φ 25mm至Φ 50mm之间。实施例2，在图3和图4中，所述高铝波纹型蜂窝保护剂由氧化铝89%、高岭土 5%、 滑石3%和粘土 3%，并按下述方法步骤制备而成
a、将氧化铝、高岭土、滑石和粘土原料经球磨、预混合和筛分制成干粉，
b、在干粉中加入干粉总重量3%的桐油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、将坯体烘干、干燥定型、机械打磨成型后，再置入窑炉中，缓慢加热至1300-1400°C保温锻烧，保温7小时，随炉冷却后出炉，即可制得高铝波纹型蜂窝保护剂。所述蜂窝保护剂包括呈圆柱形的本体2，所述本体上沿轴向均勻间隔设置有呈网状分布的蜂窝孔3，所述蜂窝孔横截面为三角形，蜂窝孔壁1厚度为0. 3mm士0. Imm- 0. 4 mm士0. 1mm，所述本体上下端面均为外凸的环体，所述环体为正六方环体，正六方环体呈宝塔形同心设置，所述正六方环体横断面相连后为连续或间断的波纹形，所述波纹具有凸峰6 与凹谷5，所述波纹凹谷5所在的基面位于折面4上，即所有凹谷谷底(凹谷最低点)所在的基面都位于折面上，所述折面由一个平面和六个面积相同和同向倾斜及面积相同的扇形侧面组成，在整个折面上设置有蜂窝孔3，(如图3所示，图3中只画出一部份蜂窝孔在折面上的位置)，所述凸峰最大高度和凹谷最大深度为1 5mm。凸峰与凹谷间距相等或不相等，凸峰与凹谷形状相同或不同，同心的环形波纹向外或向内扩散，所述本体上端面和下端面直径为Φ25πιπι至Φ50πιπι之间。当然所述折面也可由五个侧面或其它多个侧面直接形成棱锥形折面，还可由五个侧面或其它多个侧面的一个顶面形成折面。
权利要求
1.高铝波纹型蜂窝保护剂，它包括本体(2)，所述本体上设置有呈网状分布的蜂窝孔 (3)，其特征是所述本体(2)端面为外凸的环体，所述环体横断面相连呈波纹形，波纹凹谷所在的基面位于曲面或折面(4)上，所述本体由氧化铝、高岭土、滑石和粘土组成，各组份重量百分比为氧化铝80-90%、高岭土 5-10%、滑石2-5%和粘土 2_5%，并按下述方法步骤制备而成a、将氧化铝、高岭土、滑石和粘土原料经球磨、预混合和筛分制成干粉，b、在干粉中加入干粉总重量3-5%的桐油和适量的水经球磨混合形成泥料， C、再进行炼泥、陈腐、挤压成型制成坯体，微波定型，d、将坯体烘干和机械打磨成型后，再置入窑炉烧制，缓慢加温至1300-140(TC保温3-8 小时，随炉冷却后出炉，即可制得高铝波纹型蜂窝保护剂。
全文摘要
本发明公开了高铝波纹型蜂窝保护剂，它包括本体，所述本体上设置有呈网状分布的蜂窝孔(3)，所述本体(2)端面为外凸的环体，所述环体横断面相连后呈波纹形，所述波纹凹谷(5)所在的基面位于曲面或折面(4)上，所述本体由氧化铝、高岭土、滑石和粘土组成，各组份重量百分比为三氧化铝80-90%、高岭土5-10%、滑石2-5%和粘土2-5%，本发明是一种增强杂质吸附、固污能力，提高气液分布效果，提高催化剂使用寿命，降低运行成本的高铝波纹型蜂窝保护剂，它结合了各种不同类型填料的优势，最大限度减少废气排放、降低能源消耗，同时降低了炼油加工成本，提高了经济效益与社会效益。
文档编号B01J21/16GK102407165SQ20111041225
公开日2012年4月11日 申请日期2011年12月13日 优先权日2011年12月13日
发明者王汉冀 申请人:王汉冀