[發明專利]一種空心開孔瓷球的制備方法

無效

• 申請號: 201010513685.1
• 申請日: 2010-10-14
• 公開（公告）號: CN102452834A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: 張會成;孫萬付;耿敬遠;劉淑琴
• 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

本發明涉及一種空心開孔瓷球的制備方法。

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步驟：

1、制備瓷泥；

2、以球形可燃物為空心劑，在空心劑表面均勻地外裹一層瓷泥，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，在通入空氣下，升溫到500℃～800℃焙燒0.5～5小時，使可燃物轉化為二氧化碳，形成空心球；

5、再繼續升溫到1200℃～1600℃，空心球燒結0.5～5小時，冷卻后得到空心開孔瓷球。

本發明空心瓷球制備過程中，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％。

本發明空心瓷球制備過程中，空心劑采用的可燃物可以是各種在焙燒狀態下能夠燃燒分解的可燃物，如炭、纖維和淀粉等一種或混合物，可燃物根據需要制成適宜的球形，成型方法可以是各種常規方法，如采用適宜的模具壓制成球等。

本發明空心瓷球制備過程中，空心瓷球的直徑、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。

在圖中：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、以適宜直徑的球形活性炭為空心劑，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、用適宜的工具在瓷胚上開孔，可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，在通入空氣下，逐漸升溫到500℃-800℃，使炭轉化為二氧化碳，形成空心球。

5、再繼續升溫到1200℃-1600℃，空心球燒結，然后緩慢降溫到300℃-500℃，加速冷卻至室溫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。空心開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