[發(fā)明專利]一種長度規(guī)整的條形催化劑載體及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210227635.6
• 申請日: 2012-07-02
• 公開（公告）號: CN103521271A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張大慶;張玉紅;梁維軍;張三華
• 申請（專利權(quán)）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石油化工科學(xué)研究院
• 主分類號: B01J32/00
• 分類號: B01J32/00;B01J35/02;B01J21/04;B01J21/08;B01J21/10;B01J21/06;B01J29/40;B01J29/70;B01J27/13;C10G35/085
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明為一種催化劑載體的制備方法，具體地說，是一種擠條成型的催化劑載體的制備方法。

背景技術(shù)

化學(xué)工業(yè)的發(fā)展很大程度上依賴于催化劑的開發(fā)，其中以反應(yīng)物為氣相、催化劑為固相的氣-固多相催化過程，在化學(xué)工業(yè)中應(yīng)用更普遍。在這些催化過程中，尤其以固定床催化反應(yīng)過程最為普遍。在固定床催化反應(yīng)過程中，應(yīng)使催化劑在反應(yīng)床層中的顆粒形狀、大小、裝填等情況處于最佳狀態(tài)，才能使催化劑的效率因子在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中達(dá)到最大值，從而大大提高催化劑的使用效果，使催化劑充分發(fā)揮效率。因此，根據(jù)催化反應(yīng)及反應(yīng)裝置的要求，通過成型加工提供適宜形狀、大小和機(jī)械強(qiáng)度的顆粒催化劑，使催化劑充分發(fā)揮所具有的活性和選擇性，延長催化劑使用壽命。

催化劑成型是工業(yè)催化劑制備工序的重要步驟之一。用于工業(yè)催化劑的成型方法主要有滴球法、滾球法和擠出成型法。其中擠出成型法是最常用的催化劑及載體的成型方法。它是將催化劑或載體粉料和適量水分或粘結(jié)劑，經(jīng)充分混合后，將濕物料送至帶有多孔模頭的擠出機(jī)中，粉料經(jīng)擠出部件被擠壓入模頭擠出孔板的成型孔，以柱形擠出，通過自然斷裂或滾筒旋轉(zhuǎn)隨機(jī)切粒獲得長度范圍較寬的成型催化劑或載體。

目前，催化劑廠生產(chǎn)的催化劑載體采用螺桿式擠條機(jī)成型，然后利用滾筒旋轉(zhuǎn)方式使條隨機(jī)斷裂，其斷裂情況受條的濕度、滾筒旋轉(zhuǎn)速率等因素影響，存在載體長度不均勻，長度不易控制和規(guī)格長度載體收率較低的缺點(diǎn)。在催化劑的工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用中暴露出一系列問題，例如由于工業(yè)生產(chǎn)很難保證載體顆粒的長度分布，載體長度分布寬使催化劑裝填密度差增大，從而產(chǎn)生催化劑床層沉降嚴(yán)重和溝流現(xiàn)象，導(dǎo)致反應(yīng)物流出現(xiàn)偏流。長度分布不合規(guī)格要求的擠條型催化劑不能適應(yīng)密相裝填，影響催化劑在一些對裝填有嚴(yán)格要求的用戶的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種長度規(guī)整的條形催化劑載體及制備方法，該條形催化劑載體長度規(guī)整均一、可控，具有較高的堆密度，可適應(yīng)反應(yīng)器床層密相裝填。

本發(fā)明提供一種長度規(guī)整的條形催化劑載體，所述條形載體的長度為2~15毫米，長度精度不大于1.0毫米，滿足長度精度要求的載體質(zhì)量與載體總質(zhì)量的比大于95%。

本發(fā)明在載體擠條成型的擠出機(jī)擠出模頭的擠出孔板外安裝擠出條切割刀具，通過控制擠條速度和刀具旋轉(zhuǎn)速度，得到長度整齊均一的規(guī)整條形載體。用該載體制得的催化劑工業(yè)應(yīng)用時裝填效果好，可密集裝填，避免由于載體長度不均而導(dǎo)致的催化劑床層嚴(yán)重沉降和溝流，可充分有效地發(fā)揮催化劑的反應(yīng)性能，延長催化劑壽命。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所用擠出模頭刀具的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明在活塞式擠條機(jī)模頭的擠出孔板外設(shè)置切割刀具，將擠出的條狀物切割成規(guī)定的長度，得到長度分布非常均一的條形載體。

本發(fā)明提供的條形載體長度優(yōu)選2~8毫米，長度精度優(yōu)選不大于0.8毫米，滿足長度精度要求的載體質(zhì)量與載體總質(zhì)量的比大于95%。所述長度精度為符合長度要求的最大差值（公差），即在規(guī)定的長度下，最長條形載體與最短條形載體的長度差。滿足長度精度要求的載體的量是指在某一規(guī)定長度下，達(dá)到長度精度要求的條形載體的量，如長度為5.0毫米的條形載體，長度精度為0.5毫米，滿足長度精度要求的條形載體的量為長度范圍為4.5~5.5毫米的條形載體的量。本發(fā)明提供的條形載體的長度可在本發(fā)明規(guī)定的長度范圍內(nèi)調(diào)整。

本發(fā)明所述條形載體的截面直徑優(yōu)選為1～4毫米，優(yōu)選的截面形狀為圓形、三葉草形或四葉草形。

所述的載體優(yōu)選氧化鋁、氧化硅、氧化鈦、氧化鎂、氧化鋯、分子篩或活性炭經(jīng)擠條成型后得到的載體。

本發(fā)明所述載體的制備方法，包括如下步驟：

（1）混捏：將載體粉料、水和/或粘結(jié)劑混合后充分混捏，得到濕物料，其中水含量為10～60質(zhì)量%；

（2）制坯：將濕物料揉捏制成與擠出機(jī)活塞筒體內(nèi)徑相同的圓柱形物料坯子；

（3）擠出切條：將圓柱形物料坯子用活塞推至擠條機(jī)的空模圓筒內(nèi)，令擠出機(jī)擠出模頭擠出孔板外的刀具旋轉(zhuǎn)，同時令活塞向擠出機(jī)擠出模頭的方向推進(jìn)，使物料坯子由模頭擠出孔板上的成型孔中擠出，旋轉(zhuǎn)的刀具將從成型孔中擠出的物料切割，控制刀具的旋轉(zhuǎn)速度為250~1200轉(zhuǎn)/分，擠條速度為10~100厘米/秒，

（4）制備載體：將切割后的條形物干燥后于400～800℃焙燒。