CN104888864A

CN104888864A - 一种蜂窝状鸟巢加氢保护剂

Info

Publication number: CN104888864A
Application number: CN201510213109.8A
Authority: CN
Inventors: 姚光纯
Original assignee: Jiangxi Acichemshun Industry Co Ltd
Current assignee: Jiangxi Acichemshun Industry Co Ltd
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2015-09-09
Anticipated expiration: 2035-04-30
Also published as: CN104888864B

Abstract

一种蜂窝状鸟巢加氢保护剂，制备原料包括：氧化铝粉1～60％、高岭土5～50％、滑石粉0.1-15％、粘土5～60％，碱性溶剂料0.5～10％，辅助材料0.1～5％。本发明的产品其单位截面面积内将拥有更多更密通孔，可大大增加了产品的外比表面积，达到5000m²/m³以上，使反应原料与保护剂有更大的接触和反应面积。本发明的产品空隙率达到30-70％，吸水率达到10—50％，合适的吸水率可以使得保护剂可以吸附更多的活性物质，从而提高吸附杂质的吸收率，提高催化效果；本发明产品的径向压碎强度为50-500N/颗，即一粒产品，在轴向两端施加50-500N的两端不碎裂，保持完整性，提高强度和使用寿命。

Description

一种蜂窝状鸟巢加氢保护剂

技术领域

本发明涉及一种用于炼油、石化、化工等行业固定床加氢反应器中的加氢保护剂。具体涉及一种蜂窝状鸟巢加氢保护剂(或称鸟巢蜂窝陶瓷体，鸟巢蜂窝支撑剂或鸟巢支撑剂等均可)。

背景技术

在炼油、石化、化工等行业尤其是对渣油、煤焦油等含杂质较多的原料油气处理的固定床加氢反应器中，其原料中主要的固体沉积物是积炭和金属硫化物,其中一部分进入到催化剂的孔道中,另一部分则沉积在催化剂颗粒外表面上。经长期积累,使催化剂床层压降逐渐增高,最终堵塞反应器。因此，为延长工业装置的运行周期和主催化剂使用寿命,在固定床加氢反应器中的主催化剂床层上面一般都必须装填一定高度的加氢保护剂。

而开发新型保护剂,其基本指导思想是使用不同形状、性质和性能的保护剂进行合理级配,使其能最大程度的有效过滤、吸附和脱除原料中及反应生成的积炭、金属杂质等各种杂质,保护下床层的主催化剂防止其局部堵塞而引起的压差迅速增大,最终目的是延长工业装置的运转周期。

目前市面使用的加氢保护剂品类繁多，其外形有球形、柱状、拉西环、叶轮环、蜂窝圆柱型等多种规格产品，其形状、大小、材质、活性不一，其作用和效果也各不相同，对装填在上层的加氢保护剂而言，其主要作用是有效过滤、吸附其原料油中的微细固体杂质以及脱除铁、钒等反应活性很高的有机金属杂质；而现已有的各种加氢保护剂在这方面都不是十分理想，例如现最常用的拉西环和叶轮环虽然空隙率较大但其比表面积较小，且中间通孔太大不易截留杂质。最近几年在炼油领域开始逐渐推广应用的鸟巢蜂窝陶瓷，其外空隙率和外表面积较大，拦截杂质能力比拉西环等也明显提高，但由于之前的原料配方和制造工艺的限制，其通孔的密度只能做到900目(cpsi,即每平方英寸内的通孔数量，通孔密度或也可以理解为孔密度即每平方英寸横截面上的孔道数)以下，造成与反应介质接触的比表面积小，除杂效率低；而且高径比(产品高度与直径比率)一般大于1/4，这样在加氢保护剂在装填后会造成重心不稳、倾斜，使得径向通孔与加氢反应器内流动的杂质、气流的方向不一致，造成扑捉杂质效率降低，严重影响加氢保护剂的使用效果。

发明内容

本发明针对现有技术的上述不足，提供一种通孔密度达到900目以上，高径比小于1/4，同时还能达到较高的成品烧成合格率的蜂窝状鸟巢加氢保护剂。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种蜂窝状鸟巢加氢保护剂，该加氢保护剂的制备原料包括：氧化铝粉1～60％、高岭土5～50％、滑石粉0.1-15％、粘土5～60％，碱性溶剂料0.5～10％，辅助材料0.1～5％。

作为优选，所述的蜂窝状鸟巢加氢保护剂的制备原料包括：氧化铝粉5～50％、高岭土10～45％、滑石粉1-12％、粘土10～55％，碱性溶剂料2～8％，辅助材料0.5～4％。

本发明所述的碱性溶剂料为钠长石、钾长石、碳酸钙和碳酸镁的混合物。

本发明所述的辅助材料为纤维素；本发明采用纤维素主要目的用于增加支撑剂的粘合性，更易成型，且更利于支撑剂的成型、切割，不易破损，提高成品率。

本发明所述的蜂窝状鸟巢加氢保护剂的最终产品，其主要化学成分包括：Al₂O₃15-90％，SiO₂ 15-90％，CaO+MgO 0.2-11％，K₂O+Na₂O 0.2-11％，Fe₂O₃+TiO₂0.2-5.5％。

本发明的的蜂窝状鸟巢加氢保护剂的最终产品，其满足：(1)外型为蜂窝状圆柱体，其外径在在3-45mm；(2)其蜂窝状通孔的密度大于900目cpsi；(3)其高径比小于1/4；(4)其蜂窝状通孔的横截面积为三角形。

本发明还提供一种上述蜂窝状鸟巢加氢保护剂的制备方法，制备步骤包括：

(1)泥料配方：按照配方比例：氧化铝粉1～60％、高岭土5～50％、滑石粉0.1-15％、粘土5～60％，碱性溶剂料0.5～10％，辅助材料0.1～5％；

或

氧化铝粉5～50％、高岭土10～45％、滑石粉1-12％、粘土10～55％，碱性溶剂料2～8％，辅助材料0.5～4％，称取各原料；

(2)混料：将步骤(1)的粉料投入捏合机或混料机，加入水和油进行泥料捏合，得到均匀混合的泥料；

(3)通过相应目数的蜂窝瓷模具将加工好的泥料挤压成型；

(4)切割：通过调节切割丝和切割刀间距，将半成品坯体即步骤(3)挤压成型的泥料直接切割成一定长度的圆柱体，然后焙烧成蜂窝状鸟巢加氢保护剂；或者将步骤(3)挤压成型的泥料先焙烧然后切割成高径比小于1/4的小圆柱体，即为蜂窝状鸟巢加氢保护剂。

本发明步骤(2)加入水的量为步骤(1)原料重量的12-20％，加入油的量为步骤(1)原料重量的0.5-10％；所述的油为菜籽油、地沟油等起到润滑作用的油类均可；本发明在该步骤之所以加入油主要是为了方便润滑脱模，提高泥料的保水性能、不干、不碎裂，同时还能提高泥料的塑性，更利于加工成型。

本发明上述步骤(3)相应目数的蜂窝瓷模具(蜂窝陶瓷模具，行业常规模具产品，一般为面板上带有多个孔的不锈钢模具，具体可参考行业关于蜂窝陶瓷模具的介绍)的目数为600目(cpsi)的蜂窝陶瓷模具成型产品，泥料从上述的蜂窝模具挤压出来后形成具有孔数的加氢保护剂初始模型；由于本发明选用了适当的陶瓷原料配方使其产品焙烧后的收缩率(主要为轴向收缩率，径向收缩可忽略)达到25％以上，从而保证烧成后的成品其通孔密度即可达到900目以上。

本发明上述步骤(4)将半成品坯体即步骤(3)挤压成型的泥料直接切割成一定长度的圆柱体，所述的一定长度具体根据产品焙烧后的收缩率(主要为轴向收缩率)达到25％以上这一规律来切割，保证焙烧后的成品其高径比满足小于1/4，如半成品的直径为5mm、高为2.5mm，此时高径比为1/2，收缩率为60％，则烧成后高径比为1/5。从而根据客户要求和收缩率来切割半成品的长度。

本发明上述的焙烧温度为1200-1400℃，焙烧时间为15-25h。

本发明的产品可以直接作为惰性鸟巢加氢保护剂使用也可以通过浸渍一定量的活性催化剂成分制成活性鸟巢加氢保护剂。

本发明的优点和有益效果：

1.本发明利用收缩率大的物质作为原料，通过选配合适的原料配方，使其产品既能具有良好的挤压成型效果，又能保证在烧成收缩率很大的情况下制造出通孔密度达到900目以上的蜂窝状鸟巢保护剂，同时还能达到较高的成品烧成合格率。

2.本发明的产品其单位截面面积内将拥有更多更密的通孔，可大大增加了产品的外比表面积，达到5000m²/m³以上，使反应原料与保护剂有更大的接触和反应面积。本发明的产品其空隙率达到30-70％，吸水率达到10-50％，合适的吸水率可以使得保护剂可以吸附更多的活性物质，从而提高吸附杂质的吸收率，提高催化效果；本发明产品的径向压碎强度为50-500N/颗，即一粒或称一颗产品，在轴向两端施加50-500N的力度不碎裂，保持完整性，提高强度和使用寿命。

3.本发明由于通孔密度的增加，则每个通孔的面积更小可以明显提高过滤和吸附杂质的效果，为更好的吸附拦截杂质，其通孔一般采用三角形。

4.本发明的保护剂为高径比小于1/4的薄型，可以在反应器装填时使绝大部分保护剂截面向上，有利于降低反应器压降，并提高拦截杂质效果。

5.本发明因其更繁密的网孔结构和更大比表面积，可最大限度的对流经的气液进行细密的切割，并使冷氢与原料的接触和热交换更加充分，从而最大程度的减少气液偏流和沟流现象，降低反应器径向温差。

6.坯体焙烧：本发明由于原料中铝含量较改进前的配方要低，其焙烧温度也相应的降低，焙烧成时间也适当缩短，有节省燃料，延长窑炉设备使用寿命等优点。

附图说明

图1本发明产品结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例进一步详细描述本发明，但本发明不仅仅局限于以下实施例。

本发明所述的鸟巢支撑剂的最终产品，其主要化学成分包括：Al₂O₃ 15-90％，SiO₂15-90％，CaO+MgO 0.2-11％，K₂O+Na₂O 0.2-11％，Fe₂O₃+TiO₂ 0.2-5.5％。

本发明下述实施例所采用的原料和机械设备，不做特殊说明，均为行业常规或市售产品。

实施例1

本发明的加强保护剂配方：氧化铝粉40％、高岭土40％、滑石粉5％、粘土10％，碱性溶剂料4％，辅助材料1％。

本发明所述的碱性溶剂料为钠长石、钾长石、碳酸钙和碳酸镁的混合物；本发明所述的辅助材料为纤维素。

本发明还提供一种上述鸟巢支撑剂的制备方法，制备步骤包括：

(1)泥料配方：按照配方比例称取各原料；

(2)混料：将步骤(1)原料混合构成的粉料投入捏合机或混料机，加入水(粉料重量的15％)和油(如地沟油、菜籽油均可，为粉料重量的5％)进行泥料捏合，得到均匀混合的泥料；

(3)通过600目数的蜂窝瓷模具将加工好的泥料挤压成型；

(4)切割：通过调节切割丝和切割刀间距，将半成品坯体即步骤(3)挤压成型的泥料直接切割成一定长度的圆柱体，然后焙烧成蜂窝状鸟巢加氢保护剂；或者将步骤(3)挤压成型的泥料先焙烧然后切割成高径比小于1/4的小圆柱体，即为蜂窝状鸟巢加氢保护剂。上述的焙烧温度为1300℃，焙烧时间为20h。

实施例2

加氢保护剂的制备原料：氧化铝粉30％、高岭土40％、滑石粉10％、粘土15％，碱性溶剂料3％，辅助材料2％。制备步骤同实施例1。

实施例3

加氢保护剂的制备原料主要包括：氧化铝粉50％、高岭土30％、滑石粉5％、粘土10％，碱性溶剂料4％，辅助材料1％。制备步骤同实施例1。

表1本发明实施例样品的性能和规格

注：上述表1的径向压碎强度为取一颗直径和高度一定的加氢保护剂，长度即轴向两端施加压力所能承受的强度。

通过上述实施例可知，本发明的产品其单位截面面积内将拥有更多更密通孔，可大大增加了产品的外比表面积，达到5000m²/m³以上，使反应原料与保护剂有更大的接触和反应面积。本发明的产品其空隙率达到30-70％，吸水率达到10-50％，合适的吸水率可以使得保护剂可以吸附更多的活性物质，从而提高吸附杂质的吸收率，提高催化效果；本发明产品的径向压碎强度为50-500N/颗，即一粒产品，在轴向两端施加50-500N的两端不碎裂，保持完整性，提高强度和使用寿命。

上述实施例对本发明进行说明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求书的保护范围内，对本发明的任何修改和改变，都将落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种蜂窝状鸟巢加氢保护剂，其特征在于：该加氢保护剂的制备原料包括：氧化铝粉1～60％、高岭土5～50％、滑石粉0.1-15％、粘土5～60％，碱性溶剂料0.5～10％，辅助材料0.1～5％。

2.根据权利要求1所述的蜂窝状鸟巢加氢保护剂，其特征在于：所述的加氢保护剂的制备原料包括：氧化铝粉5～50％、高岭土10～45％、滑石粉1-12％、粘土10～55％，碱性溶剂料2～8％，辅助材料0.5～4％。

3.根据权利要求1或2所述的蜂窝状鸟巢加氢保护剂，其特征在于：所述的碱性溶剂料为钠长石、钾长石、碳酸钙和碳酸镁的混合物。

4.根据权利要求1或2所述的蜂窝状鸟巢加氢保护剂，其特征在于：所述的辅助材料为纤维素。

5.根据权利要求1所述的蜂窝状鸟巢加氢保护剂，其特征在于：所述的蜂窝状鸟巢加氢保护剂的最终产品，其满足：(1)外型为蜂窝状圆柱体，其外径在3-45mm；(2)其蜂窝状通孔的密度大于900目；(3)其高径比小于1/4；(4)其蜂窝状通孔的横截面积为三角形。

6.一种蜂窝状鸟巢加氢保护剂的制备方法，其特征在于：制备步骤包括：

或

(3)通过相应目数的蜂窝瓷模具将加工好的泥料挤压成型；

7.根据权利要求6所述的蜂窝状鸟巢加氢保护剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)加入水的量为步骤(1)原料重量的12-20％，加入油的量为步骤(1)原料重量的0.5-10％。

8.根据权利要求6所述的蜂窝状鸟巢加氢保护剂的制备方法，其特征在于：步骤(3)相应目数的蜂窝瓷模具的目数为600目的蜂窝陶瓷模具成型产品。

9.根据权利要求6所述的蜂窝状鸟巢加氢保护剂的制备方法，其特征在于：步骤(4)焙烧的温度为1200-1400℃，焙烧时间为15-25h。