專利名稱：催化劑活性保護(hù)劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學(xué)工業(yè)用的催化劑活性載體，尤其是一種既有支撐保護(hù)作用，又參與催化反應(yīng)的催化劑活性保護(hù)劑。
目前，石油化工、煤化工、精細(xì)化工的各種反應(yīng)器及分餾等裝置使用多種規(guī)格的瓷質(zhì)載體，這些載體大多由惰性氧化鋁和氧化硅為基本成分組成，通過采用粉碎、配料、模壓、燒成等陶瓷生產(chǎn)工藝方法制成，這些瓷質(zhì)載體較少或基本不與催化劑發(fā)生副反應(yīng)，且具有耐高溫、抗壓的特性，滿足了工業(yè)惰性載體使用環(huán)境惡劣的基本要求，由此可以看出，這些惰性瓷質(zhì)載體對(duì)催化劑僅起支撐保護(hù)作用，在高度活潑的反應(yīng)物經(jīng)過催化床層時(shí)僅與催化劑發(fā)生反應(yīng)，因此有可能造成反應(yīng)集中而使催化劑易于結(jié)焦和中毒，從而降低了反應(yīng)器的催化效率，減低了催化劑的使用壽命，提高了反應(yīng)器催化床層的壓力降，相應(yīng)地增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的目的是研制出一種催化劑活性保護(hù)劑，使之不僅具有催化劑惰性載體的支撐保護(hù)功能，而且具有與主催化劑作用相同但有較弱的催化活性，從而保護(hù)主催化劑不易結(jié)焦和中毒，提高催化反應(yīng)效率。
本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容主要是解決活性保護(hù)劑的配方和外型結(jié)構(gòu)問題。充分利用鎳、鉬等材料的優(yōu)良催化性能以及陶瓷材料的惰性支撐性能。首先選用惰性氧化鋁、氧化硅和氧化鉀等材料制成該活性保護(hù)劑外型瓷載體，其次是在制造瓷載體的過程中將具備催化活性的鎳粉和鉬粉載附在瓷載體上，這樣活性保護(hù)劑在起到對(duì)催化劑的惰性支撐保護(hù)作用的同時(shí)，又使高度活潑的反應(yīng)物在本保護(hù)劑上發(fā)生反應(yīng)，使主催化劑不易結(jié)焦，不易中毒，從而有效地保護(hù)了主催化劑并提高催化反應(yīng)效率。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的將鎳粉和鉬粉加入到氧化鋁和氧化硅等制瓷材料中，通過采用特殊模具和工藝制成特定的幾何形狀，然后經(jīng)過煅燒，使鎳、鉬等催化材料與保護(hù)劑瓷載體緊密結(jié)合在一起，這樣既提高了該保護(hù)劑的比表面和孔隙率，又不降低保護(hù)劑的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)又能改善流體在本保護(hù)劑上的流動(dòng)狀態(tài)，有利于降低催化床層的阻力降，改善氣、液的分布，并有一定的容納固體顆粒的能力。
催化劑活性保護(hù)劑配方化學(xué)重量百分組成為惰性氧化鋁30～60％；二氧化硅25～60％。
鎳粉和鉬粉混合物1～20％；氧化鉀1～5％。
本發(fā)明的制備步驟如下1.按重量百分比稱取上述配方的惰性氧化鋁、二氧化硅和氧化鉀進(jìn)行破碎、篩分、制粉；2.按重量百分比稱取加入具有化學(xué)活性的鎳粉和鉬粉混合物；3.配料混合后再加入適量成型粘合劑并陳腐；4.選用具有特殊幾何形狀的模具進(jìn)行模壓成型；5.將成型好的活性保護(hù)劑坯體送入燒成窯中煅燒；
6.冷卻后清灰、檢驗(yàn)、包裝、入庫(kù)。
其中關(guān)鍵是選擇燒成氣氛和燒成溫度，既要使鉬、鎳晶粒不能過度長(zhǎng)大，又要使瓷載體不能完全燒結(jié)，表面呈有微孔。
瓷載體采用雙錐體形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即在一個(gè)雙錐體形瓷體的兩端錐面上均勻開數(shù)條L型凹槽，這樣，既提高了保護(hù)劑體的比表面和孔隙率，又能在裝填催化劑床層時(shí)難以產(chǎn)生貫穿床層的通孔，從而既避免了主催化劑散落，又降低了催化劑床層的阻力降，改善氣、液的分布，提高催化效率。
適用于石油化工、金屬冶煉、精細(xì)化工、核工業(yè)等各種需避免劇烈反應(yīng)的場(chǎng)合。
與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有下列特點(diǎn)1.由于該保護(hù)劑的主體部分是惰性瓷載體，具有耐高溫、抗壓的特性，可以在惡劣環(huán)境下使用。
2.由于該保護(hù)劑上載附有一定量的選擇性高、穩(wěn)定性好的活性金屬化合物，其具有與主催化劑相同但較弱的活性，能使高度活性的反應(yīng)物在本保護(hù)劑上發(fā)生反應(yīng)，從而使主催化劑不易結(jié)焦和中毒，有效地保護(hù)了主催化劑。提高了催化效率，延長(zhǎng)了主催化劑的使用壽命。
3.由于采用雙錐形結(jié)構(gòu)，并在錐弧面開L型凹槽，保護(hù)劑的比表面更高，催化床層難以形成貫通孔，對(duì)主催化劑的保護(hù)效果更佳，同時(shí)，更有利于在其上進(jìn)行物質(zhì)遷移。


圖1是本發(fā)明催化劑活性保護(hù)劑外形主視圖2是本發(fā)明催化劑活性保護(hù)劑外形俯視圖；圖3是本發(fā)明催化劑活性保護(hù)劑外形I-I剖視圖。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
如圖所示，在雙錐體1的兩圓錐的弧面上均勻地開4條L型凹槽2，由于L型凹槽2不貫穿雙錐體1，因此將其任意擺放也不會(huì)形成貫穿催化床層的通孔，使主催化劑很安全地在其上著床而不散落。
實(shí)施例催化劑活性保護(hù)劑配方化學(xué)重量百分組成是惰性氧化鋁48％；二氧化硅42％；鎳、鉬微粉混合物8％；氧化鉀2％。
制備步驟如下1.按上述配方的稱取惰性氧化鋁、二氧化硅、氧化鉀破碎、篩分、制粉；2.再稱取上述配方的鎳、鉬微粉混合物，加入到加工好的上述粉體中混合，并加入適量粘合劑放置24小時(shí)以上；3.選擇開L型凹槽的雙錐形模具進(jìn)行干壓成型；4.將成型后的活性保護(hù)劑坯體裝入匣缽內(nèi)放入燒成窯煅燒；5.冷卻后將產(chǎn)品清灰、檢驗(yàn)、包裝、入庫(kù)。
工藝控制采用中性或還原氣氛燒成，燒成止火溫度1300℃。
工作原理如下在反應(yīng)裝置內(nèi)先裝填一層由不同尺寸的雙錐體形保護(hù)劑構(gòu)成的載體層，然后在其上加上主催化劑層，再在主催化劑層上覆蓋由不同尺寸的雙錐體形保護(hù)劑組成的載體層，由于雙錐體上的凹槽2為L(zhǎng)型，因此不會(huì)產(chǎn)生貫穿床層的通孔而使主催化劑散落，采用這種結(jié)構(gòu)，在惰性支撐保護(hù)主催化劑時(shí)，增加了載體比表面和孔隙率，減少了通過氣、液流的壓力損失和提高了物質(zhì)遷移效率，促進(jìn)催化反應(yīng)。同時(shí)由于保護(hù)劑上附有一定量的選擇性高、穩(wěn)定性好的活性鎳、鉬金屬化合物，它具有與主催化劑相同但較弱的活性，能使高度活潑的反應(yīng)在本保護(hù)劑上發(fā)生相對(duì)較弱的反應(yīng)，從而使主催化劑不易結(jié)焦和中毒，延長(zhǎng)了主催化劑的使用壽命。
權(quán)利要求
1.一種催化劑活性保護(hù)劑，其特征在于催化劑活性保護(hù)劑成份及重量配比為原料配比(Wt％)惰性氧化鋁 30-60％二氧化硅25-60％氧化鉀 1-5％鎳粉和鉬粉混合物1-20％
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑活性保護(hù)劑，其特征在于該催化劑活性保護(hù)劑外形采用雙錐體形結(jié)構(gòu)，即在雙錐體(1)的兩圓錐的弧面上均勻開有數(shù)條L型凹槽(2)。
全文摘要
一種催化劑活性保護(hù)劑，它是在惰性氧化鋁和二氧化硅等材料制成的陶瓷載體上再載附有一定量的選擇性高、穩(wěn)定性好的鎳、鉬金屬化合物，該活性保護(hù)劑采用模具干壓成型，外型呈雙錐體形，并在兩圓錐的弧面上均勻布有數(shù)條L型凹槽，這樣它既具有工業(yè)惰性載體性狀穩(wěn)定、機(jī)械強(qiáng)度高、降低催化床層阻力降等支撐保護(hù)主催化劑的功能，又具有使高度活潑的反應(yīng)物在本保護(hù)劑上發(fā)生反應(yīng)而使主催化劑不易結(jié)焦和中毒的特性，從而極大地延長(zhǎng)了主催化劑的使用壽命，提高了催化反應(yīng)效率。適用于石油化工、金屬冶煉、精細(xì)化工、核工業(yè)等領(lǐng)域需避免劇烈反應(yīng)的場(chǎng)合，能起惰性支撐和選擇性弱反應(yīng)的雙重作用。
文檔編號(hào)B01J23/76GK1428191SQ0113164
公開日2003年7月9日 申請(qǐng)日期2001年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月28日
發(fā)明者黎全海, 崔民利, 劉利民 申請(qǐng)人:湖南省醴陵市鑫荷化工填料有限公司