[發明專利]空心開孔瓷球的制備方法

無效

• 申請號: 201010509404.5
• 申請日: 2010-10-13
• 公開（公告）號: CN102442827A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 張會成;孫萬付;劉淑琴;耿敬遠
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: C04B35/622
• 分類號: C04B35/622;C04B33/00
• 代理公司: 撫順宏達專利代理有限責任公司 21102
• 代理人: 李微

技術領域

本發明涉及的是一種用于石油化工領域反應器的填充料的制備方法，具體地說是一種空心開孔陶瓷球陶瓷材料的制備方法。

背景技術

在石油化工領域，廣泛使用瓷球作為反應器的一種填料，它具有較好的機械強度、耐酸堿和耐腐蝕性，而且能提高反應器內物料的再分散性，降低流通阻力，進一步提高氣液體的過濾效果，但其比重大，孔隙小，只能靠堆積間隙來容納雜質，當油品沉積物堵塞間隙后，反應器壓降增加，裝置必須停工處理。

為了提高瓷球的容積垢能力，本領域在瓷球外形上做了大量改進工作，如CN201053000Y提出的蜂窩開孔瓷球、CN2837299Y提出實心開孔瓷球、CN2550055Y提出燈籠型瓷球、CN2848852Y蜂窩瓷球、CN2413787Y提出開孔瓷球、CN2762877Y提出表面突起冠狀瓷球、CN2535119Y提出泡輕開孔瓷球、CN2360151Y提出溝槽瓷球。這些設計新穎的瓷球與純實心瓷球相比有了很大的改善，但仍存在堆積比重大、孔隙率小，容垢能力差的不足。

發明內容

本發明設計了一種新的空心開孔陶瓷球的制備方法，這種瓷球具有堆積比重小、孔隙率大，容垢能力強的優點，能有效降低反應器床層壓降，調節反應物流分布，這種空心開孔瓷球具有廣闊的應用前景。

本發明空心開孔瓷球的制備方法包括如下內容：

1、制備瓷泥；

2、以球形鈣質或鎂質材料為空心劑，空心劑均勻地外裹一層瓷泥，然后在模具中壓制成型，晾干，形成瓷胚；

3、在瓷胚上開孔；

4、把開孔的瓷胚放入焙燒爐中，升溫到1200℃-1600℃燒結0.5～5小時；

5、瓷球冷卻至室溫，放入酸性溶液中，溶解空心劑，制得空心開孔瓷球。

本發明方法中，瓷泥可以按現有方法制備，為了增加瓷泥的粘結性，在瓷土原料中加入適量氧化鋁干膠，氧化鋁干膠用量為瓷土重量的5％～30％。

本發明方法中，鈣質或鎂質材料的空心劑一般為氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣、氧化鎂、氫氧化鎂、碳酸鎂等，優選為氧化鈣或氧化鎂。鈣質材料或鎂質材料采用適宜的方法制成球形，如用模具壓制成型等。在空心劑表面可以涂覆一層淀粉等物質，使空心劑和瓷球形成隔離。

本發明方法中，溶解空心劑的酸性溶液為鹽酸溶液，鹽酸溶液的濃度一般為0.1～5mol/L。

本發明方法制備瓷球的直徑、開孔形狀、開孔率、空心瓷球的厚度等根據應用的需要確定。

本發明方法可以根據需要制備各種適宜性質的空心開孔瓷球，空心開孔瓷球具有更大孔隙率和容垢能力，適用于含雜質或易積垢反應系統，如渣油加氫催化劑床層頂部，焦化汽油加氫催化劑床層頂部，污水處理系統反應器中等。

附圖說明

圖1為第一種開孔空心瓷球結構示意圖；

圖2為第二種開孔空心瓷球結構示意圖；

圖3為第三種開孔空心瓷球結構示意圖。

其中：1、瓷球外表面，2、瓷球空心球面，3、球面開孔。

具體實施方式

下面給出本發明空心開孔瓷球的具體制備過程。

1、以氧化鋁干膠及瓷土為原料，氧化鋁干膠為瓷土重量的10％，加入適量助劑和水以及膠溶劑，混合、攪拌成可用瓷泥。

2、以適宜直徑的球形氧化鈣為空心劑，均勻地外裹一層瓷泥，整體呈球形或近似球形，然后在模具中壓制成型，晾干，形成瓷胚。

3、在瓷胚上開孔，根據球的大小做適當調節，孔在球面上均勻分布。

4、把開孔的瓷胚放入焙燒爐中，升溫到1200℃-1600℃，形成含孔燒結瓷球。

5、瓷球冷卻至室溫，放入酸性溶液中，溶解空心劑氧化鈣，制得空心開孔陶瓷球。

空心開孔瓷球的直徑可以根據需要確定，一般為3～80mm，優選5～20mm?？招拈_孔瓷球的厚度一般為空心開孔瓷球直徑的2％～40％，優選為5％～30％。空心開孔瓷球表面的開孔可以是各種適宜形狀，優選為圓形、橢圓形、多邊形、條形等。開孔的數量根據空心開孔瓷球的直徑具體設置，一般為2～100個，優選為4～20個。開孔率(開孔的總面積占空心開孔瓷球外面表積比例)為0.1％～30％，優選為1％～20％。

實施例1