專利名稱：鳥巢蜂窩支撐劑及其在固定床反應(yīng)器中的使用工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于固定床反應(yīng)器中的鳥巢蜂窩支撐劑。
背景技術(shù)：
眾所周知，固定床反應(yīng)器是一種煉油、石化、化工、環(huán)保和冶金等行業(yè)中重要的設(shè)備裝置，它主要用于實(shí)現(xiàn)氣固相催化反應(yīng)，如氨合成塔、二氧化硫接觸氧化器、烴類蒸汽轉(zhuǎn) 化爐、加氫脫硫、硫磺回收等固定床反應(yīng)器。根據(jù)固定床反應(yīng)器氣固相催化反應(yīng)中溫度分 布、壓降大小、氣液性質(zhì)、催化效率和運(yùn)行工作成本等各方面的綜合工藝要求，用于支撐固 定床反應(yīng)器內(nèi)催化劑的支撐劑不僅要求強(qiáng)度高、耐酸堿性好，而且要求其空隙率高、比表面 積大，橫截面孔隙分布分散均勻。目前，在固定床反應(yīng)器中用于支撐催化劑的支撐劑載體主 要由瓷球、瓷環(huán)構(gòu)成。瓷球雖然具有強(qiáng)度高、耐酸堿性好的特點(diǎn)，但它們存在下述缺點(diǎn)一是 由于瓷球結(jié)構(gòu)的限制，本身空隙率低、比表面積小，導(dǎo)致固定床反應(yīng)器中壓降過大，增加了 液體的流動(dòng)阻力，降低了氣液有效接觸的頻率，從而影響固定床反應(yīng)器的工作效率；二是瓷 環(huán)雖然空隙率較高，但本身顆粒之間或本身孔徑過大且不大均勻分散，使其攔截雜質(zhì)能力 降低，支撐能力小，影響了氣液處理效果，縮短了固定床反應(yīng)器使用周期，增加了運(yùn)行工作 成本。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中支撐劑存在的問題，本發(fā)明提供了一種不僅強(qiáng)度高，耐酸堿 性好，而且孔隙率高、比表面積又大的鳥巢蜂窩支撐劑。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是所述鳥巢蜂窩支撐劑包括本體， 所述本體外形呈圓柱形或方體形，所述本體內(nèi)腔形成有大小均勻且呈上下平行或交錯(cuò)和左 右交錯(cuò)或平行排列的通孔，所述本體抗壓強(qiáng)度大于200N/cm2、空隙率60-90%、比表面積大 于 800m2/m3。所述通孔橫截面為三角形或方形，也可為正多邊形或其它異形。本發(fā)明所述鳥巢蜂窩支撐劑在固定床反應(yīng)器中的使用工藝方法是1、先在固定床反應(yīng)器的罐體底部填充鳥巢蜂窩支撐劑，所述底部鳥巢蜂窩劑為抗 壓強(qiáng)度大于200N/cm2、空隙率為60-90%、比表面積大于800m2/m3且其外徑不大于25毫米 的圓柱形或方體形的鳥巢蜂窩支撐劑，所述底部鳥巢蜂窩支撐劑呈雙層和雙層以上結(jié)構(gòu)分 布，底部每層中的鳥巢蜂窩支撐劑規(guī)格相同，所述底部鳥巢蜂窩支撐劑從最下層到最上層 其外徑逐漸減小，2、在底部鳥巢蜂窩支撐劑填充后，再在底部鳥巢蜂窩支撐劑上填充催化劑，3、再在催化劑上填充頂部鳥巢蜂支撐劑，所述頂部鳥巢蜂窩支撐劑為抗壓強(qiáng)度大 于200N/cm2、空隙率為60-90%、比表面積大于800m2/m3的圓柱形或方體形的鳥巢蜂窩支撐 齊U，所述頂部鳥巢蜂窩支撐劑呈雙層或雙層以上結(jié)構(gòu)分布。所述填充在罐體底部的鳥巢蜂窩支撐劑外徑不大于25毫米是指其本體呈圓柱形時(shí)其直徑不大于25毫米或其本體呈方體形時(shí)其外接圓直徑不大于25毫米。根據(jù)固定床反應(yīng)器的工作原理和技術(shù)要求，通過調(diào)整原料配方和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 研發(fā)出了一種不僅具有高強(qiáng)度、孔隙率高和比表面積大，且均勻分散孔結(jié)構(gòu)綜合性能的鳥 巢蜂窩支撐劑，經(jīng)廠家多次試用，取得了很好的技術(shù)效果，解決了固定床反應(yīng)器中傳統(tǒng)支撐 劑一直存在且未能解決的技術(shù)問題。所述鳥巢蜂窩支撐劑采用氧化鋁、鋁礬土、高嶺土、滑石或長石按一定比例經(jīng)球 磨、捏合、陳腐、煉泥、成型、定型、烘干、切割和高溫?zé)贫蔀榭箟簭?qiáng)度大于200N/cm2、耐 酸堿性好的支撐劑。同時(shí)，本發(fā)明所述鳥巢蜂窩支撐劑內(nèi)腔又具有緊密有序排列、且壁薄大 小均勻的呈規(guī)則排列的通孔，因而其比表面積超過800m2/m3，孔隙率可達(dá)到60-90%，不僅 可有效支撐催化劑，增加固定床反應(yīng)器使用周期，而且有利于實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)過濾、吸附、氣固相 反應(yīng)，大量吸附催化劑顆粒、同時(shí)其保護(hù)增大催化劑接觸面積和提高催化活化性能，提高催 化效果，降低運(yùn)行工作成本。廣泛用作煉油、石化、化工、環(huán)保和冶金等行業(yè)中催化劑的支撐 載體及保護(hù)系統(tǒng)。


圖1是本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是本發(fā)明在預(yù)加氫固定床反應(yīng)器中的填充結(jié)構(gòu)示意圖。在圖中，1、本體2、通孔3、頂上層4、頂中層5、頂下層6、罐體7、催化劑 層8、底上層9、底中層10、底下層
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1，在圖1和圖2中，所述鳥巢蜂窩支撐劑包括呈圓柱體形的本體1，本體外 徑尺寸為Φ3Χ3 Φ19Χ11πιπι，在本體內(nèi)腔形成若干個(gè)通孔2，通孔橫截面形狀為三角形， 通孔大小均勻呈上下平行和左右交錯(cuò)排列，當(dāng)然通孔橫截面也可為其它異形。所述本體采 用氧化鋁、鋁礬土、高嶺土、滑石按重量比為9 86 2 3混合成原料總重量為200Kg，球 磨2小時(shí)后過去250目篩，再加入原料總重量9%的水和2. 5%的桐油，在捏合機(jī)中捏合后 陳腐24小時(shí)，用液壓機(jī)壓成三角形坯體，再將坯體微波定型，再在60-12(TC烘干后切成相 應(yīng)尺寸，然后再在1480°C下高溫?zé)?-8小時(shí)而成。經(jīng)檢測(cè)，本實(shí)施例1所述鳥巢蜂窩支撐 劑抗壓強(qiáng)度為251N/cm2、空隙率86%、比表面積為841m2/m3。結(jié)合圖3，現(xiàn)具體說明本發(fā)明在 預(yù)加氫固定床反應(yīng)器中的使用工藝方法例是先在預(yù)加氫固定床反應(yīng)器的罐體6底部圓弧 形部份(催化劑層7下面)填充外形為Φ19Χ11πιπι(通孔目數(shù)為400目)的圓柱形第一層 (底下層10)支撐劑，底下層10填滿至圓弧段止；再填充外形為Φ6Χ4πιπι(通孔目數(shù)為300 目)的圓柱形第二層(底中層9)支撐劑，再填充外形為Φ3Χ3πιπι的圓柱形第三層(底上 層8)支撐劑，即所述本體在固定床反應(yīng)器中的罐體底部填充層數(shù)為三層，所述底下層10高 度大于底中層9或底上層8高度，底中層和底上層高度比約為1 1;而后在罐體底部第三 層(底上層8)支撐劑上填充催化劑層7，催化劑層高度一般為固定床反應(yīng)器的罐體內(nèi)腔高 度的二分之一以上；再在罐體頂部(催化劑層上面)從下至上先填充外形為Φ13Χ6πιπι(通 孔目數(shù)為400目)的圓柱形第一層(頂下層5)支撐劑，再填充外形為Φ45Χ17πιπι(通孔目數(shù)為80-400目)的圓柱形第二層(頂中層4)支撐劑，再在罐體頂部第二層上填充外形為Φ 25X 15mm(通孔目數(shù)為80目)的圓柱形第三層(頂上層3)支撐劑，即所述本體在固定床 反應(yīng)器中的罐體頂部填充層數(shù)為三層，頂中層高度大于頂上層或頂下層高度，頂上層和頂 下層高度比約為1 1。 實(shí)施例2，鳥巢蜂窩支撐劑包括呈方體形的本體1，本體外徑尺寸為19X 19X 11 25X25X 15mm，在本體內(nèi)腔形成若干個(gè)通孔2，通孔橫截面形狀為方形，通孔大小均勻呈上 下交錯(cuò)和左右平行排列，通孔橫截面也可為其它異形。所述本體采用氧化鋁、鋁礬土、高嶺 土、滑石按重量比為12 81 3 4混合成原料總重量為200Kg，球磨2小時(shí)后過去250目 篩，再加入原料總重量8%的水和3%的桐油，在捏合機(jī)中捏合后陳腐24小時(shí)，用液壓機(jī)壓 成方形坯體，再將坯體微波定型，再在60-12(TC烘干后切成相應(yīng)尺寸，然后再在1480°C下 高溫?zé)?-8小時(shí)而成。經(jīng)檢測(cè)，本實(shí)施例2所述本體抗壓強(qiáng)度為242N/cm2、空隙率71%、 比表面積為832m2/m3。結(jié)合圖3，現(xiàn)具體說明本發(fā)明在固定床反應(yīng)器中的使用工藝方法例 是先在固定床反應(yīng)器的罐體6底部(催化劑層下面)先填充外形為25X25X 15mm(通孔 目數(shù)為400目)的方體形第一層(底下層10)支撐劑，再填充外形為22X22X 13mm(通孔 目數(shù)為400目)的方體形第二層(底中層9)支撐劑，再填充外形為19X19X Ilmm的方體 形第三層(底上層8)支撐劑，即所述支撐劑在固定床反應(yīng)器中的罐體底部填充層數(shù)為三 層，所述底下層10高度大于底中層9或底上層8高度，底中層和底上層高度比約為1 1; 而后在罐體底部第三層上(底上層)填充催化劑層7 ；再在罐體頂部(催化劑層上面)從 下至上先填充外形為13 X 13 X 6mm (通孔目數(shù)為400目)的方體形第一層(頂下層5)支撐 齊U，再填充外形為45X45X17mm(通孔目數(shù)為80-400目)的方體形第二層(頂中層4)支 撐劑，再在第二層上填充外形為25X25X 15mm(通孔目數(shù)為80目)的方體形第三層(頂上 層3)支撐劑，即所述本體在固定床反應(yīng)器中的罐體頂部填充層數(shù)為三層，所述頂中層高度 大于頂上層或頂下層高度，所述頂上層和頂下層高度比約為1 1。
權(quán)利要求
鳥巢蜂窩支撐劑，它包括本體(1)，所述本體外形呈圓柱形或方體形，其特征是所述本體(1)內(nèi)腔形成有大小均勻且呈上下平行或交錯(cuò)和左右交錯(cuò)或平行排列的通孔(2)，所述本體抗壓強(qiáng)度大于200N/cm2、空隙率為60-90％、比表面積大于800m2/m3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鳥巢蜂窩支撐劑，其特征是所述通孔(2)橫截面為三角形 或方形。
3.—種權(quán)利要求1所述的鳥巢蜂窩支撐劑在固定床反應(yīng)器中的使用工藝方法，其特征 在于先在固定床反應(yīng)器的罐體底部填充鳥巢蜂窩支撐劑，所述底部鳥巢蜂窩劑為抗壓強(qiáng) 度大于200N/cm2、空隙率為60-90、比表面積大于800m2/m3且其外徑不大于25毫米的圓柱 形或方體形的鳥巢蜂窩支撐劑，所述底部鳥巢蜂窩支撐劑呈雙層和雙層以上結(jié)構(gòu)分布，底 部每層中的鳥巢蜂窩支撐劑規(guī)格相同，所述底部鳥巢蜂窩支撐劑從最下層到最上層其外徑 逐漸減小，在底部鳥巢蜂窩支撐劑填充后，再在底部鳥巢蜂窩支撐劑上填充催化劑，而后再 在催化劑上填充頂部鳥巢蜂支撐劑，所述頂部鳥巢蜂窩劑為抗壓強(qiáng)度大于200N/cm2、空隙 率為60-90%、比表面積大于800m2/m3的圓柱形或方體形的鳥巢蜂窩支撐劑，所述頂部鳥巢 蜂窩支撐劑呈雙層或雙層以上結(jié)構(gòu)分布。
全文摘要
本發(fā)明公開了鳥巢蜂窩支撐劑，它包括本體(1)，所述本體外形呈方體形或圓柱形，所述本體(1)內(nèi)腔形成有大小均勻且呈上下平行或交錯(cuò)和左右交錯(cuò)或平行排列的通孔(2)，所述鳥巢蜂窩支撐劑抗壓強(qiáng)度大于200N/cm2、空隙率為60-90％、比表面積大于800m2/m3。本發(fā)明所述鳥巢蜂窩支撐劑內(nèi)腔又具有緊密有序排列、且壁薄大小均勻的呈規(guī)則排列的通孔，因而其比表面積超過800m2/m3，孔隙率可達(dá)到60-90％，不僅可有效支撐催化劑，增加固定床反應(yīng)器使用周期，而且有利于實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)過濾、吸附、氣固相反應(yīng)，大量吸附催化劑顆粒、同時(shí)其保護(hù)增大催化劑接觸面積和提高催化活化性能，提高催化效果，降低運(yùn)行工作成本。廣泛用作煉油、石化、化工、環(huán)保和冶金等行業(yè)中催化劑的支撐載體及保護(hù)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)B01J32/00GK101823006SQ20101014375
公開日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2010年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月8日
發(fā)明者姚光純 申請(qǐng)人:姚光純