专利名称：新型铂铑合金多层立体催化网及其制备方法
技术领域：
本发明涉及化工行业贵金属催化材料领域，特别提供了一种氨氧化制硝酸、氢氰酸及己内酰胺生产用新型钼铑合金多层立体催化网及其制备技术。
背景技术：
钼铑合金催化网广泛应用于化工行业中生产硝酸、石化行业中生产已内酰胺和氢氰酸。以氨氧化制硝酸生产为例，由于工艺技术进步及设备发展，生产规模大，过程逐步优化。钼网已在常压法、中压法和高压法生产硝酸的氨氧化炉中得到充分使用。经过多年的发展和改进，钼网生产技术成分上从过去三元合金发展到现在的二元，三元及多元合金。网型结构上由原来单一平织结构，先后开发出纬编针织结构，经编针织结构。丝径也由
O.090mm改为O. 060 mm O. 076 mm。与世界先进的钼网生产技术实现了同步发展，成套网设计技术以及FTC催化系统等世界先进技术也在我国得到了应用。现在我国各种丝径编织形式的网都能生产，能够满足不同装置的使用。主要生产技术有以下几种平织技术催化网其优点是适合于任一压力下的氨氧化，可以多次酸洗再生使用；缺点是网的重量大，占用资金多，抗断裂强度低。适用于常压、综合法氧化炉。针织技术催化网优点是活性好，钼耗低，强度高，网的重量轻，活性表面积大；缺点是不能多次酸洗再生。适用于空气过滤、氨过滤良好的中压、高压氧化炉。FTC催化系统的特点催化网由钼、铑和钯3种合金组成，并依据特殊的制作工艺，各层网具有不同的合金组份，使FTC催化系统同时具有催化和回收的双重功能。FTC催化系统特别研制的合金可大幅度降低钼的用量，从而节约35%左右的资金，同时可降低贵金属的消耗，使吨酸钼耗大大下降。FTC催化系统在降低生产成本的同时，提高了氨氧化率和延长了钼网使用寿命，通常情况下，氨氧化率可提高O. 5 1.0%，适用于中压、高压氧化炉。从编织技术上看，经编针织网是比较适合我国新装置使用的，各科研院所及钼网生产厂家主要围绕如何提高反应气体转化率、催化活性、高温强度、抗中毒能力及降低钼耗等方面，通过优化设计经编针织网材料、网型到成组配套，加之综合配套技术服务，来提升钼网的生产和使用技术。经编针织网其技术是先进的，占用资金量小，生产成本低，是今后钼铑合金催化网使用的主导方向，经编针织网会成为今后硝酸生产使用的主要网型。
发明内容
本发明的目的，在于克服传统的平织和纬编针织技术生产钼铑合金催化网工艺、性能和综合使用效果方面的不足，提供一种新型的钼铑合金催化网结构和制备方法。本发明钼铑合金的合金成分质量百分比为0 5Pd，2 10Rh，Pt余量；工艺路线熔炼制备PtPdRh合金锭坯一锭坯锻造一轧制一连续拉拔一真空或惰性气体保护热处理一整经一穿纱一双针床经编机编织成网一下料焊边一成品。并采用双针床拉舍尔型经编技术编织钼铑合金合金立体催化网。该钼铑合金多层立体单张催化网丝材直径为O. 07mm O. 09mm，催化网两面网即上面网和下面网均为闭口线圈组成的经平组织，上面网和下面网每针编织处，由中间经平组织将两面网连接成一体,两面网和中间立体层三部分网相互连接，并在连接点形成闭口的线圈，从而形成多层立体结构。所述钼铑合金多层立体单张催化网厚度为2 4mm，中间立体层为两面网重量的4倍。本发明的钼铑合金多层立体催化网应用于氨氧化制硝酸、氢氰酸或己内酰胺生产，高压、中压或常压反应机组，能代替平纹、针织或FTC催化网。本发明钼铑合金多层立体催化网制备方法是，合金成分质量百分比为0 5Pd，2 10Rh，Pt余量；钼铑合金催化网丝材直径为O. 07mm O. 09mm。网型结构为两面均为闭口线圈组成的三针经平组织，中间由闭口线圈的三针经平组织将两面相连接，单张网厚度
为2 4mm,并含有以下步骤
(I)真空中频或高频熔炼制备PtPdRh合金锭坯；
(2) PtPdRh合金锭坯锻造；
(3) PtPdRh合金轧制；
(4) PtPdRh合金连续拉拔；
(5)真空或惰性气体保护热处理；
(6)整经；
(7)穿纱；
(8)双针床经编机编织成网；
(9)下料，焊边；
(10)成品。
所述(6)整经是根据产品网的直径计算整经宽度和整经长度，按每把金属丝根数数进行分段整经，每段长度宽度相同，均匀分布在经筒上
所述(7)穿纱是上好经筒后，将金属丝分别依次穿入三把疏节的的导纱针孔，计算宽度内，三把疏节导纱针孔均为满穿，严禁漏穿、少穿；
所述(8)双针床经编机编织成网是采用双针床拉舍尔型经编机编织催化网，编
织成圈部件配置包括三把疏节，舌针、沉降、及脱圈板，编织垫纱运动图，前疏节仅在前针床垫纱，后疏节仅在后针床垫纱，中间疏节在前后两个针床都垫纱，三把疏节穿纱均为满穿结构。本发明能够解决钼铑合金平织网重量大，占用资金多，抗断裂强度低，网型稳定性差，气体阻力大，不能多次酸洗等技术问题。由于该网网型结构为两面均为闭口线圈组成的三针经平组织，中间由闭口线圈的三针经平组织将两面相连接，三部分网相互连接，增加了高温强度、网型稳定性。金属丝直径O. 07mm O. 09mm，经编机号E18。单张网厚度为2 4mm。中间立体层为两面层重量的4倍，从物理结构上为直线结构，减少了金属丝之间的搭接和交叉节点，增大了催化表面积，从而提高了催化活性；与传统催化网相比，可适当减少装填量，从而降低资金成本；同时中间立体层在使用过程中为顺反应气流方向，减少了金属丝对反应气流的阻碍，减小了高温气流对金属丝的冲刷，因此对反应机组的喘流影响小，钼耗降低，延长钼网使用寿命。本发明从制备工艺上采用双针床拉舍尔型经编先进技术，提供了一种特殊新型的钼铑合金多层立体催化网结构，提高了网的各项性能，简化了钼铑合金催化网的生产工艺，降低了贵金属加工损耗，提高了网的成品率。是一种全新的钼网制备工艺。
图I实物外观正面SEM图,表示正面闭口线圈组成的三针经平组织。图2实物外观剖面SEM图。表示上面网和下面网每针编织处，由中间经平组织将两面网连接成一体，连接线为直线(略弯)，在连接点形成闭口的线圈。从而形成多层立体结构。图3新型钼铑合金多层立体催化网成圈部件配置图，图4新型钼铑合金多层立体催化网垫纱运动图。图3、图4说明了本发明钼铑合金多层立体催化网制备关键技术。图3成圈部件的配置主要包括疏节(三把)，舌针、沉降、及脱圈板。图4编织垫纱运动图，前疏节仅在前针床垫纱，后疏节仅在后针床垫纱，中间疏节在前后两个针床都垫纱，从而得到多层的立体结构。三把疏节穿纱均为满穿结构。
具体实施例方式( I)真空中频或高频熔炼制备PtPdRh合金锭坯按成分设计比例配置相应的合金元素，大气状态下先感应融化Pt，然后添加Rh，最后加Pd，盖上真空炉，抽真空，加热金属至1950°C左右，充分合金化，保温3 8min，充保护性气体，浇筑温度控制在1900°C — 1950°C将金属液浇入水冷铸模，得到PtPdRh直径60mm — 70mm合金锭坯；(2) PtPdRh合金锭坯锻造将合金锭坯升温至1200°C，保温lh，在空气锻锤上进行模锻，锻制到20mm左右，得到合金棒材；(3) PtPdRh合金轧制常温下，将棒材在方孔轧机上进行轧制，单次变形量Imm—
I.5mm,每个变形量转90°轧制两次。最终轧制得到5mm—6mm的丝材；(4) PtPdRh合金连
续拉拔粗拉(5_拉拔至I. 2mm)-中拉(I. 2mm拉拔至O. 3mm)-细拉(O. 3mm拉拔至
O.I)——成品(O. 07mm O. 09mm)，其中丝材直径I. 2mm时进行一次热处理，温度1100°C，保温lh，丝材直径O. Imm时进行一次热处理，温度950°C，保温lh，成品模使用钻石模具；
(5)真空或惰性气体保护热处理；将成品丝材引入连续退火炉在惰性气体保护下进行连续退火，温度850°C，转速50r/min; (6)整经；根据产品网的直径计算整经宽度和整经长度，按每把一定金属丝根数数进行分段整经，每段长度宽度相同，均匀分布在经筒上。整经质量对经编生产至关重要，应与特别控制。(7)穿纱上好经筒后，将金属丝分别依次穿入三把疏节的的导纱针孔，计算宽度内，三把疏节导纱针孔均为满穿，严禁漏穿、少穿。(8)双针床经编机编织成网编织成圈部件配置如图3所示，垫纱运动图如图4所示，金属丝送经采用主动送经方式，金属丝张力机构采用机械弹簧张放。编织速度不宜过快，将变频机控制在13—18Hz。编织过程中严格控制断头，漏针、缺垫、不规则线圈等编织瑕疵的出现。(9)下料，焊边根据所需网的实际尺寸进行裁剪，把裁剪过的边使用脉冲电焊机进行连续焊接，焊边宽度控制为10±2mm;(10)成品通过以上详细的工艺，得到钼铑合金多层立体催化网。实施例I合金成分Rh —10%，Pd—0%, Pt余量，金属丝直径O. 076mm，机号E18，催化网厚度3_。具体实施步骤如前具体实施方式
所述。织成多层立体催化网，单位平方米克重为1500— 1600g/m2，裁剪焊接后制成0 1080mm的催化网，运用于某硝酸生产企业高压机组，反应温度920°C，使用效果显著，单班次提高硝酸产量5% — 8%，使用寿命100天。
实施例2合金成分Rh — 3. 5%, Pd—4%, Pt余量，金属丝直径O. 091mm，机号E18，催化网厚度3. 5_。具体实施步骤如前具体实施方式
所述。织成多层立体催化网，单位平方米克重为1700— 1850g/m2，裁剪焊接后制成0 1640mm的催化网，运用于某硝酸生产企业中压机组，反应温度830°C，使用效果显著，单班次提高硝酸产量4% — 5%，使用寿命400天。
权利要求
1.一种钼铑合金多层立体催化网，其特征在于该钼铑合金多层立体单张催化网丝材直径为O. 07mm O. 09mm，催化网两面网即上面网和下面网均为闭口线圈组成的经平组织，上面网和下面网每针编织处，由中间经平组织将两面网连接成一体,两面网和中间立体层三部分网相互连接，并在连接点形成闭口的线圈，从而形成多层立体结构。
2.根据权利要求I所述的一种钼铑合金多层立体催化网，其特征在于所述钼铑合金多层立体单张催化网厚度为2 4mm，中间立体层为两面网重量的4倍。
3.权利要求I的钼铑合金多层立体催化网应用于氨氧化制硝酸、氢氰酸或己内酰胺生产。
4.权利要求I的钼铑合金多层立体催化网应用于高压、中压或常压反应机组。
5.权利要求I的钼铑合金多层立体催化网应用于平纹、针织或FTC催化网。
6.一种钼铑合金多层立体催化网制备方法，其特征在于合金成分质量百分比为0 5Pd，2 10Rh，Pt余量；钼铑合金催化网丝材直径为O. 07mm O. 09mm。网型结构为两面均为闭口线圈组成的三针经平组织，中间由闭口线圈的三针经平组织将两面相连接，单张网厚度为2 4_，并含有以下步骤(1)真空中频或高频熔炼制备PtPdRh合金锭坯；(2)PtPdRh合金锭坯锻造；(3)PtPdRh合金轧制；(4)PtPdRh合金连续拉拔；(5)真空或惰性气体保护热处理；(6)整经；(7)穿纱；(8)双针床经编机编织成网；(9)下料，焊边;(10)成品。
7.根据权利要求6所述的一种钼铑合金多层立体催化网的指标方法，其特征在于所述(6)整经是根据产品网的直径计算整经宽度和整经长度，按每把金属丝根数数进行分段整经，每段长度宽度相同，均匀分布在经筒上。
8.根据权利要求6所述的一种钼铑合金多层立体催化网的指标方法，其特征在于所述(7)穿纱是上好经筒后，将金属丝分别依次穿入三把疏节的的导纱针孔，计算宽度内，三把疏节导纱针孔均为满穿，严禁漏穿、少穿。
9.根据权利要求6所述的一种钼铑合金多层立体催化网的指标方法，其特征在于所述(8)双针床经编机编织成网是采用双针床拉舍尔型经编机编织催化网，编织成圈部件配置包括三把疏节，舌针、沉降、及脱圈板，编织垫纱运动图，前疏节仅在前针床垫纱，后疏节仅在后针床垫纱，中间疏节在前后两个针床都垫纱，三把疏节穿纱均为满穿结构。
全文摘要
本发明涉及一种氨氧化制硝酸、氢氰酸及己内酰胺生产用新型铂铑合金多层立体催化网及其制备技术,属于网状多相催化剂领域。铂铑合金的质量百分比合金成分为0~5Pd，2~10Rh，Pt余量；铂铑合金催化网丝材直径为0.07mm~0.09mm。通过锻造、轧制、拉拔热处理等工艺和双针床拉舍尔型经编机，使催化网形成两面为闭口线圈组成的经平组织，中间由闭口线圈的经平组织将两面相连接，最终制成铂铑合金多层立体催化网。该催化网具有金属圈分布均匀、稳定，金属比表面积大，使用该催化网安全、稳定、高效，可有效提高催化活性，提升氨等反应气体的转化率，降低催化过程中的铂耗，延长使用寿命，是优良的催化剂材料，在高压，中压、常压机组具有广泛的应用前景。
文档编号B01J35/02GK102935363SQ20121044558
公开日2013年2月20日 申请日期2012年11月9日 优先权日2012年11月9日
发明者黎玉盛, 戴懿, 赛兴鹏, 秦庆彦, 杨志艳, 刘惠琼 申请人:贵研铂业股份有限公司