專利名稱：新型鉑銠合金多層立體催化網(wǎng)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工行業(yè)貴金屬催化材料領(lǐng)域，特別提供了一種氨氧化制硝酸、氫氰酸及己內(nèi)酰胺生產(chǎn)用新型鉬銠合金多層立體催化網(wǎng)及其制備技術(shù)。
背景技術(shù)：
鉬銠合金催化網(wǎng)廣泛應(yīng)用于化工行業(yè)中生產(chǎn)硝酸、石化行業(yè)中生產(chǎn)已內(nèi)酰胺和氫氰酸。以氨氧化制硝酸生產(chǎn)為例，由于工藝技術(shù)進(jìn)步及設(shè)備發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模大，過(guò)程逐步優(yōu)化。鉬網(wǎng)已在常壓法、中壓法和高壓法生產(chǎn)硝酸的氨氧化爐中得到充分使用。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展和改進(jìn)，鉬網(wǎng)生產(chǎn)技術(shù)成分上從過(guò)去三元合金發(fā)展到現(xiàn)在的二元，三元及多元合金。網(wǎng)型結(jié)構(gòu)上由原來(lái)單一平織結(jié)構(gòu)，先后開(kāi)發(fā)出緯編針織結(jié)構(gòu)，經(jīng)編針織結(jié)構(gòu)。絲徑也由
O.090mm改為O. 060 mm O. 076 mm。與世界先進(jìn)的鉬網(wǎng)生產(chǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了同步發(fā)展，成套網(wǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)以及FTC催化系統(tǒng)等世界先進(jìn)技術(shù)也在我國(guó)得到了應(yīng)用?，F(xiàn)在我國(guó)各種絲徑編織形式的網(wǎng)都能生產(chǎn)，能夠滿足不同裝置的使用。主要生產(chǎn)技術(shù)有以下幾種平織技術(shù)催化網(wǎng)其優(yōu)點(diǎn)是適合于任一壓力下的氨氧化，可以多次酸洗再生使用；缺點(diǎn)是網(wǎng)的重量大，占用資金多，抗斷裂強(qiáng)度低。適用于常壓、綜合法氧化爐。針織技術(shù)催化網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)是活性好，鉬耗低，強(qiáng)度高，網(wǎng)的重量輕，活性表面積大；缺點(diǎn)是不能多次酸洗再生。適用于空氣過(guò)濾、氨過(guò)濾良好的中壓、高壓氧化爐。FTC催化系統(tǒng)的特點(diǎn)催化網(wǎng)由鉬、銠和鈀3種合金組成，并依據(jù)特殊的制作工藝，各層網(wǎng)具有不同的合金組份，使FTC催化系統(tǒng)同時(shí)具有催化和回收的雙重功能。FTC催化系統(tǒng)特別研制的合金可大幅度降低鉬的用量，從而節(jié)約35%左右的資金，同時(shí)可降低貴金屬的消耗，使噸酸鉬耗大大下降。FTC催化系統(tǒng)在降低生產(chǎn)成本的同時(shí)，提高了氨氧化率和延長(zhǎng)了鉬網(wǎng)使用壽命，通常情況下，氨氧化率可提高O. 5 1.0%，適用于中壓、高壓氧化爐。從編織技術(shù)上看，經(jīng)編針織網(wǎng)是比較適合我國(guó)新裝置使用的，各科研院所及鉬網(wǎng)生產(chǎn)廠家主要圍繞如何提高反應(yīng)氣體轉(zhuǎn)化率、催化活性、高溫強(qiáng)度、抗中毒能力及降低鉬耗等方面，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)經(jīng)編針織網(wǎng)材料、網(wǎng)型到成組配套，加之綜合配套技術(shù)服務(wù)，來(lái)提升鉬網(wǎng)的生產(chǎn)和使用技術(shù)。經(jīng)編針織網(wǎng)其技術(shù)是先進(jìn)的，占用資金量小，生產(chǎn)成本低，是今后鉬銠合金催化網(wǎng)使用的主導(dǎo)方向，經(jīng)編針織網(wǎng)會(huì)成為今后硝酸生產(chǎn)使用的主要網(wǎng)型。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于克服傳統(tǒng)的平織和緯編針織技術(shù)生產(chǎn)鉬銠合金催化網(wǎng)工藝、性能和綜合使用效果方面的不足，提供一種新型的鉬銠合金催化網(wǎng)結(jié)構(gòu)和制備方法。本發(fā)明鉬銠合金的合金成分質(zhì)量百分比為0 5Pd，2 10Rh，Pt余量；工藝路線熔煉制備PtPdRh合金錠坯一錠坯鍛造一軋制一連續(xù)拉拔一真空或惰性氣體保護(hù)熱處理一整經(jīng)一穿紗一雙針床經(jīng)編機(jī)編織成網(wǎng)一下料焊邊一成品。并采用雙針床拉舍爾型經(jīng)編技術(shù)編織鉬銠合金合金立體催化網(wǎng)。該鉬銠合金多層立體單張催化網(wǎng)絲材直徑為O. 07mm O. 09mm，催化網(wǎng)兩面網(wǎng)即上面網(wǎng)和下面網(wǎng)均為閉口線圈組成的經(jīng)平組織，上面網(wǎng)和下面網(wǎng)每針編織處，由中間經(jīng)平組織將兩面網(wǎng)連接成一體,兩面網(wǎng)和中間立體層三部分網(wǎng)相互連接，并在連接點(diǎn)形成閉口的線圈，從而形成多層立體結(jié)構(gòu)。所述鉬銠合金多層立體單張催化網(wǎng)厚度為2 4mm，中間立體層為兩面網(wǎng)重量的4倍。本發(fā)明的鉬銠合金多層立體催化網(wǎng)應(yīng)用于氨氧化制硝酸、氫氰酸或己內(nèi)酰胺生產(chǎn)，高壓、中壓或常壓反應(yīng)機(jī)組，能代替平紋、針織或FTC催化網(wǎng)。本發(fā)明鉬銠合金多層立體催化網(wǎng)制備方法是，合金成分質(zhì)量百分比為0 5Pd，2 10Rh，Pt余量；鉬銠合金催化網(wǎng)絲材直徑為O. 07mm O. 09mm。網(wǎng)型結(jié)構(gòu)為兩面均為閉口線圈組成的三針經(jīng)平組織，中間由閉口線圈的三針經(jīng)平組織將兩面相連接，單張網(wǎng)厚度
為2 4mm,并含有以下步驟
(I)真空中頻或高頻熔煉制備PtPdRh合金錠坯；
(2) PtPdRh合金錠坯鍛造；
(3) PtPdRh合金軋制；
(4) PtPdRh合金連續(xù)拉拔；
(5)真空或惰性氣體保護(hù)熱處理；
(6)整經(jīng)；
(7)穿紗；
(8)雙針床經(jīng)編機(jī)編織成網(wǎng)；
(9)下料，焊邊；
(10)成品。
所述(6)整經(jīng)是根據(jù)產(chǎn)品網(wǎng)的直徑計(jì)算整經(jīng)寬度和整經(jīng)長(zhǎng)度，按每把金屬絲根數(shù)數(shù)進(jìn)行分段整經(jīng)，每段長(zhǎng)度寬度相同，均勻分布在經(jīng)筒上
所述(7)穿紗是上好經(jīng)筒后，將金屬絲分別依次穿入三把疏節(jié)的的導(dǎo)紗針孔，計(jì)算寬度內(nèi)，三把疏節(jié)導(dǎo)紗針孔均為滿穿，嚴(yán)禁漏穿、少穿；
所述(8)雙針床經(jīng)編機(jī)編織成網(wǎng)是采用雙針床拉舍爾型經(jīng)編機(jī)編織催化網(wǎng)，編
織成圈部件配置包括三把疏節(jié)，舌針、沉降、及脫圈板，編織墊紗運(yùn)動(dòng)圖，前疏節(jié)僅在前針床墊紗，后疏節(jié)僅在后針床墊紗，中間疏節(jié)在前后兩個(gè)針床都?jí)|紗，三把疏節(jié)穿紗均為滿穿結(jié)構(gòu)。本發(fā)明能夠解決鉬銠合金平織網(wǎng)重量大，占用資金多，抗斷裂強(qiáng)度低，網(wǎng)型穩(wěn)定性差，氣體阻力大，不能多次酸洗等技術(shù)問(wèn)題。由于該網(wǎng)網(wǎng)型結(jié)構(gòu)為兩面均為閉口線圈組成的三針經(jīng)平組織，中間由閉口線圈的三針經(jīng)平組織將兩面相連接，三部分網(wǎng)相互連接，增加了高溫強(qiáng)度、網(wǎng)型穩(wěn)定性。金屬絲直徑O. 07mm O. 09mm，經(jīng)編機(jī)號(hào)E18。單張網(wǎng)厚度為2 4mm。中間立體層為兩面層重量的4倍，從物理結(jié)構(gòu)上為直線結(jié)構(gòu)，減少了金屬絲之間的搭接和交叉節(jié)點(diǎn)，增大了催化表面積，從而提高了催化活性；與傳統(tǒng)催化網(wǎng)相比，可適當(dāng)減少裝填量，從而降低資金成本；同時(shí)中間立體層在使用過(guò)程中為順?lè)磻?yīng)氣流方向，減少了金屬絲對(duì)反應(yīng)氣流的阻礙，減小了高溫氣流對(duì)金屬絲的沖刷，因此對(duì)反應(yīng)機(jī)組的喘流影響小，鉬耗降低，延長(zhǎng)鉬網(wǎng)使用壽命。本發(fā)明從制備工藝上采用雙針床拉舍爾型經(jīng)編先進(jìn)技術(shù)，提供了一種特殊新型的鉬銠合金多層立體催化網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高了網(wǎng)的各項(xiàng)性能，簡(jiǎn)化了鉬銠合金催化網(wǎng)的生產(chǎn)工藝，降低了貴金屬加工損耗，提高了網(wǎng)的成品率。是一種全新的鉬網(wǎng)制備工藝。


圖I實(shí)物外觀正面SEM圖,表示正面閉口線圈組成的三針經(jīng)平組織。圖2實(shí)物外觀剖面SEM圖。表示上面網(wǎng)和下面網(wǎng)每針編織處，由中間經(jīng)平組織將兩面網(wǎng)連接成一體，連接線為直線(略彎)，在連接點(diǎn)形成閉口的線圈。從而形成多層立體結(jié)構(gòu)。圖3新型鉬銠合金多層立體催化網(wǎng)成圈部件配置圖，圖4新型鉬銠合金多層立體催化網(wǎng)墊紗運(yùn)動(dòng)圖。圖3、圖4說(shuō)明了本發(fā)明鉬銠合金多層立體催化網(wǎng)制備關(guān)鍵技術(shù)。圖3成圈部件的配置主要包括疏節(jié)(三把)，舌針、沉降、及脫圈板。圖4編織墊紗運(yùn)動(dòng)圖，前疏節(jié)僅在前針床墊紗，后疏節(jié)僅在后針床墊紗，中間疏節(jié)在前后兩個(gè)針床都?jí)|紗，從而得到多層的立體結(jié)構(gòu)。三把疏節(jié)穿紗均為滿穿結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式( I)真空中頻或高頻熔煉制備PtPdRh合金錠坯按成分設(shè)計(jì)比例配置相應(yīng)的合金元素，大氣狀態(tài)下先感應(yīng)融化Pt，然后添加Rh，最后加Pd，蓋上真空爐，抽真空，加熱金屬至1950°C左右，充分合金化，保溫3 8min，充保護(hù)性氣體，澆筑溫度控制在1900°C — 1950°C將金屬液澆入水冷鑄模，得到PtPdRh直徑60mm — 70mm合金錠坯；(2) PtPdRh合金錠坯鍛造將合金錠坯升溫至1200°C，保溫lh，在空氣鍛錘上進(jìn)行模鍛，鍛制到20mm左右，得到合金棒材；(3) PtPdRh合金軋制常溫下，將棒材在方孔軋機(jī)上進(jìn)行軋制，單次變形量Imm—
I.5mm,每個(gè)變形量轉(zhuǎn)90°軋制兩次。最終軋制得到5mm—6mm的絲材；(4) PtPdRh合金連
續(xù)拉拔粗拉(5_拉拔至I. 2mm)-中拉(I. 2mm拉拔至O. 3mm)-細(xì)拉(O. 3mm拉拔至
O.I)——成品(O. 07mm O. 09mm)，其中絲材直徑I. 2mm時(shí)進(jìn)行一次熱處理，溫度1100°C，保溫lh，絲材直徑O. Imm時(shí)進(jìn)行一次熱處理，溫度950°C，保溫lh，成品模使用鉆石模具；
(5)真空或惰性氣體保護(hù)熱處理；將成品絲材引入連續(xù)退火爐在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行連續(xù)退火，溫度850°C，轉(zhuǎn)速50r/min; (6)整經(jīng)；根據(jù)產(chǎn)品網(wǎng)的直徑計(jì)算整經(jīng)寬度和整經(jīng)長(zhǎng)度，按每把一定金屬絲根數(shù)數(shù)進(jìn)行分段整經(jīng)，每段長(zhǎng)度寬度相同，均勻分布在經(jīng)筒上。整經(jīng)質(zhì)量對(duì)經(jīng)編生產(chǎn)至關(guān)重要，應(yīng)與特別控制。(7)穿紗上好經(jīng)筒后，將金屬絲分別依次穿入三把疏節(jié)的的導(dǎo)紗針孔，計(jì)算寬度內(nèi)，三把疏節(jié)導(dǎo)紗針孔均為滿穿，嚴(yán)禁漏穿、少穿。(8)雙針床經(jīng)編機(jī)編織成網(wǎng)編織成圈部件配置如圖3所示，墊紗運(yùn)動(dòng)圖如圖4所示，金屬絲送經(jīng)采用主動(dòng)送經(jīng)方式，金屬絲張力機(jī)構(gòu)采用機(jī)械彈簧張放。編織速度不宜過(guò)快，將變頻機(jī)控制在13—18Hz。編織過(guò)程中嚴(yán)格控制斷頭，漏針、缺墊、不規(guī)則線圈等編織瑕疵的出現(xiàn)。(9)下料，焊邊根據(jù)所需網(wǎng)的實(shí)際尺寸進(jìn)行裁剪，把裁剪過(guò)的邊使用脈沖電焊機(jī)進(jìn)行連續(xù)焊接，焊邊寬度控制為10±2mm;(10)成品通過(guò)以上詳細(xì)的工藝，得到鉬銠合金多層立體催化網(wǎng)。實(shí)施例I合金成分Rh —10%，Pd—0%, Pt余量，金屬絲直徑O. 076mm，機(jī)號(hào)E18，催化網(wǎng)厚度3_。具體實(shí)施步驟如前具體實(shí)施方式
所述?？棾啥鄬恿Ⅲw催化網(wǎng)，單位平方米克重為1500— 1600g/m2，裁剪焊接后制成0 1080mm的催化網(wǎng)，運(yùn)用于某硝酸生產(chǎn)企業(yè)高壓機(jī)組，反應(yīng)溫度920°C，使用效果顯著，單班次提高硝酸產(chǎn)量5% — 8%，使用壽命100天。
實(shí)施例2合金成分Rh — 3. 5%, Pd—4%, Pt余量，金屬絲直徑O. 091mm，機(jī)號(hào)E18，催化網(wǎng)厚度3. 5_。具體實(shí)施步驟如前具體實(shí)施方式
所述?？棾啥鄬恿Ⅲw催化網(wǎng)，單位平方米克重為1700— 1850g/m2，裁剪焊接后制成0 1640mm的催化網(wǎng)，運(yùn)用于某硝酸生產(chǎn)企業(yè)中壓機(jī)組，反應(yīng)溫度830°C，使用效果顯著，單班次提高硝酸產(chǎn)量4% — 5%，使用壽命400天。
權(quán)利要求
1.一種鉬銠合金多層立體催化網(wǎng)，其特征在于該鉬銠合金多層立體單張催化網(wǎng)絲材直徑為O. 07mm O. 09mm，催化網(wǎng)兩面網(wǎng)即上面網(wǎng)和下面網(wǎng)均為閉口線圈組成的經(jīng)平組織，上面網(wǎng)和下面網(wǎng)每針編織處，由中間經(jīng)平組織將兩面網(wǎng)連接成一體,兩面網(wǎng)和中間立體層三部分網(wǎng)相互連接，并在連接點(diǎn)形成閉口的線圈，從而形成多層立體結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鉬銠合金多層立體催化網(wǎng)，其特征在于所述鉬銠合金多層立體單張催化網(wǎng)厚度為2 4mm，中間立體層為兩面網(wǎng)重量的4倍。
3.權(quán)利要求I的鉬銠合金多層立體催化網(wǎng)應(yīng)用于氨氧化制硝酸、氫氰酸或己內(nèi)酰胺生產(chǎn)。
4.權(quán)利要求I的鉬銠合金多層立體催化網(wǎng)應(yīng)用于高壓、中壓或常壓反應(yīng)機(jī)組。
5.權(quán)利要求I的鉬銠合金多層立體催化網(wǎng)應(yīng)用于平紋、針織或FTC催化網(wǎng)。
6.一種鉬銠合金多層立體催化網(wǎng)制備方法，其特征在于合金成分質(zhì)量百分比為0 5Pd，2 10Rh，Pt余量；鉬銠合金催化網(wǎng)絲材直徑為O. 07mm O. 09mm。網(wǎng)型結(jié)構(gòu)為兩面均為閉口線圈組成的三針經(jīng)平組織，中間由閉口線圈的三針經(jīng)平組織將兩面相連接，單張網(wǎng)厚度為2 4_，并含有以下步驟(1)真空中頻或高頻熔煉制備PtPdRh合金錠坯；(2)PtPdRh合金錠坯鍛造；(3)PtPdRh合金軋制；(4)PtPdRh合金連續(xù)拉拔；(5)真空或惰性氣體保護(hù)熱處理；(6)整經(jīng)；(7)穿紗；(8)雙針床經(jīng)編機(jī)編織成網(wǎng)；(9)下料，焊邊;(10)成品。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鉬銠合金多層立體催化網(wǎng)的指標(biāo)方法，其特征在于所述(6)整經(jīng)是根據(jù)產(chǎn)品網(wǎng)的直徑計(jì)算整經(jīng)寬度和整經(jīng)長(zhǎng)度，按每把金屬絲根數(shù)數(shù)進(jìn)行分段整經(jīng)，每段長(zhǎng)度寬度相同，均勻分布在經(jīng)筒上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鉬銠合金多層立體催化網(wǎng)的指標(biāo)方法，其特征在于所述(7)穿紗是上好經(jīng)筒后，將金屬絲分別依次穿入三把疏節(jié)的的導(dǎo)紗針孔，計(jì)算寬度內(nèi)，三把疏節(jié)導(dǎo)紗針孔均為滿穿，嚴(yán)禁漏穿、少穿。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鉬銠合金多層立體催化網(wǎng)的指標(biāo)方法，其特征在于所述(8)雙針床經(jīng)編機(jī)編織成網(wǎng)是采用雙針床拉舍爾型經(jīng)編機(jī)編織催化網(wǎng)，編織成圈部件配置包括三把疏節(jié)，舌針、沉降、及脫圈板，編織墊紗運(yùn)動(dòng)圖，前疏節(jié)僅在前針床墊紗，后疏節(jié)僅在后針床墊紗，中間疏節(jié)在前后兩個(gè)針床都?jí)|紗，三把疏節(jié)穿紗均為滿穿結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氨氧化制硝酸、氫氰酸及己內(nèi)酰胺生產(chǎn)用新型鉑銠合金多層立體催化網(wǎng)及其制備技術(shù),屬于網(wǎng)狀多相催化劑領(lǐng)域。鉑銠合金的質(zhì)量百分比合金成分為0~5Pd，2~10Rh，Pt余量；鉑銠合金催化網(wǎng)絲材直徑為0.07mm~0.09mm。通過(guò)鍛造、軋制、拉拔熱處理等工藝和雙針床拉舍爾型經(jīng)編機(jī)，使催化網(wǎng)形成兩面為閉口線圈組成的經(jīng)平組織，中間由閉口線圈的經(jīng)平組織將兩面相連接，最終制成鉑銠合金多層立體催化網(wǎng)。該催化網(wǎng)具有金屬圈分布均勻、穩(wěn)定，金屬比表面積大，使用該催化網(wǎng)安全、穩(wěn)定、高效，可有效提高催化活性，提升氨等反應(yīng)氣體的轉(zhuǎn)化率，降低催化過(guò)程中的鉑耗，延長(zhǎng)使用壽命，是優(yōu)良的催化劑材料，在高壓，中壓、常壓機(jī)組具有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)B01J35/02GK102935363SQ20121044558
公開(kāi)日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者黎玉盛, 戴懿, 賽興鵬, 秦慶彥, 楊志艷, 劉惠瓊 申請(qǐng)人:貴研鉑業(yè)股份有限公司