專利名稱：一種依反應(yīng)器形狀需要將催化劑成型為組塊的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于合成甲醇及甲醇制氫工藝所需催化劑的成型技術(shù)。
背景技術(shù)：
甲醇是化工領(lǐng)域中一種重要的原料。近年來，它除作為傳統(tǒng)意義上的化工原料外，還在用作車用汽油添加劑的二甲醚生產(chǎn)方面有著更大的需求。同時(shí)，工業(yè)制氫對(duì)甲醇的需求也日益旺盛。目前，我國甲醇的生產(chǎn)已從石化行業(yè)擴(kuò)大到煤化工行業(yè)。合成甲醇、用甲醇生產(chǎn)二甲醚、將甲醇轉(zhuǎn)化制氫，都需要耗用大量的催化劑。催化劑對(duì)于使用它的設(shè)備來講是一種消耗品， 一般壽命為三年左右。因此，對(duì)催化劑的需求有著持續(xù)增加和多樣化發(fā)展的要求。
目前市場銷售的甲醇制氫催化劑，是由催化劑與載體即充填物和粘結(jié)劑經(jīng)
壓制而成的，為體積在0.1CMS左右的實(shí)心圓柱狀顆粒物料。在使用中處于轉(zhuǎn)化器底部的催化劑，受上層催化劑壓力和反應(yīng)中復(fù)雜應(yīng)變力的影響，底部的顆粒狀催化劑往往出現(xiàn)磨損、破碎，進(jìn)而成粉狀物，造成反應(yīng)通氣量減少使生成物產(chǎn)量下降，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致局部催化劑燒結(jié)失效，以致不得不提前更換催化劑而造成停產(chǎn)損失。而且，由于這種圓柱狀顆粒催化劑是個(gè)壓制實(shí)心體，通透性較差，使用中反應(yīng)效率低。另外目前在緊湊型、異型、小型設(shè)備上如車用制氫所使用的催化劑產(chǎn)品，是在所用載體上涂敷或噴涂漿狀催化劑而成的制品，催化劑在載體上的均勻度、厚度、以及與載體的親和力度都受到很大的限制，影響使用效果和使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種依反應(yīng)器形狀需要將催化劑成型為組塊的方法，用以克服目前由催化劑與其載體經(jīng)壓制而成的實(shí)心催化劑制品、以及在所用載體上涂敷或噴涂漿狀催化劑而成的催化劑制品存在的所述缺點(diǎn)，從而提供一種催化劑分布均勻、強(qiáng)度與剛度大、內(nèi)部具有蜂窩狀組織通透性能好，抗磨損、避免燒結(jié)的催化劑成型組塊。
所述一種依反應(yīng)器形狀需要將催化劑成型為組塊的方法，其步驟是(一)對(duì)選用的催化劑、陶土分別進(jìn)行處理(1) 、對(duì)選用催化劑的處理
依據(jù)需要選用60 — 120目篩粒度的粉狀催化劑，例如60—120目甲醇制氫或合成甲醇用催化劑粉備用；
(2) 、對(duì)陶土的處理
A、 選用制陶用陶土，如江西1#陶土；
B、 采用沉淀洗滌法用去離子水反復(fù)洗滌陶土，使其達(dá)到洗砂狀細(xì)膩陶泥；
C、 采用制陶工藝陰干陶泥，時(shí)間不少于4小時(shí)，達(dá)到人力能破碎程度；
D、 將搗碎陰干后的陶泥，選其直徑不大于2厘米，上60。C一80。C烘床干燥3—6小時(shí)，達(dá)到可經(jīng)碾壓成粉狀態(tài)；
E、 將干燥后的陶泥用中速碾壓機(jī)碾壓成陶泥粉粒；
F、 將碾壓后的陶泥粉粒過50 — 80目篩，收集篩選合格的粉狀陶土備用；(二)用篩選合格的催化劑與陶土制作所需催化劑成型組塊；
(3) 、配料取篩選合格的干燥催化劑粉和陶土粉，按催化劑陶土= (25_55%) : (75—45%)的重量百分比混合，機(jī)械攪拌均勻時(shí)間不少于5分鐘，加去離子水?dāng)嚢枞嗪蠈⑵渲瞥纱呋瘎┨漳啵?br> (4) 、制坯將催化劑陶泥人工揉合到陶泥表面無裂紋有光亮感，制成陶用催化劑泥坯；
(5) 、成型依據(jù)需要預(yù)先制成不同形狀與規(guī)格的模具，將泥坯裝入模具將其壓制成型；
(6) 、脫模、陰干定型將壓制成型的泥坯脫模，經(jīng)過陰干定型后方可安全移動(dòng)；
(7) 、焙燒成型陶器化將陰干定型的成型組塊，置于300。C一550。C的爐窯內(nèi)焙燒，出爐后移至清潔室內(nèi)置于自然空氣氣氛中，使其降至環(huán)境溫度，成為具有內(nèi)部蜂窩狀組織陶器化的催化劑成型組塊。經(jīng)檢驗(yàn)即將其成品裝箱密封。
本方法的優(yōu)點(diǎn)在于
由于用本方法制作的陶器化催化劑組塊，具有良好的蜂窩狀通透性，使之在有效的反應(yīng)器容積內(nèi)加大了催化劑與反應(yīng)氣的接觸面積，從而提高了反應(yīng)氣通過量，優(yōu)化了催化劑這種貴重物品生產(chǎn)效率。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了可對(duì)合成甲醇及甲醇制氫工藝所需反應(yīng)器的催化劑容腔，進(jìn)行催化劑裝填的優(yōu)化方案設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)有序填裝，改變現(xiàn)有堆積裝填方式易造成的弊端?？蔀榫o湊型、異型、微型 反應(yīng)設(shè)備量身定制成型催化劑整體組合套裝，滿足此類設(shè)備對(duì)催化劑的高效使 用要求。其高強(qiáng)度高剛性的陶器化特性在抗磨損、防震方面的性能優(yōu)于現(xiàn)有顆 粒狀催化劑。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例h依反應(yīng)器形狀需要將催化劑成型為組片的方法
具體作法有如下步驟
1 、根據(jù)要求選用60目粉狀甲醇制氫催化劑備用；
2、 選用江西1#陶土，用去離子水將其在攪拌器中洗滌IO分鐘，倒入沉淀 池沉淀排出濾清水，再將沉淀池中沉淀的陶土，再次放入攪拌器進(jìn)行攪拌洗滌 IO分鐘，再次倒入沉淀池，這樣反復(fù)5次，洗滌濾清后的陶泥細(xì)膩有如洗砂；
3、 將陶泥移出平攤在陰干床上，其厚度控制在3cm，放置4小時(shí)，再將陶 泥搗碎、打散、使其粒徑不大于2cm，再放置陰干3小時(shí)；
4、 將陰干破碎粒徑不大于2cm的陶泥，置于80°C烘床上翻動(dòng)干燥3小時(shí)， 待其干燥；
5、 將干燥后的陶泥用中速碾壓機(jī)碾壓成陶泥粉粒；
6、 將碾壓后的陶泥粉粒過50目篩，收集篩選合格的粉狀陶土備用；
7、 以5公斤為一次批量，取篩選合格的干燥催化劑粉和陶土粉，按催化劑 陶土 = 55%:45%的重量百分比混合，攪拌機(jī)低速無水?dāng)嚢?分鐘，使催化劑 與陶土充分混合均勻，然后加去離子水?dāng)嚢枞嗪蠈⒒旌狭现瞥纱呋瘎┠嗯鳎?出泥坯，再經(jīng)人工揉合至泥坯表面無裂紋有光亮感；
8、 取內(nèi)徑為300mm、高度為15mm的片狀模具，將適量泥坯裝入模具， 然后將泥坯壓制成所述片狀尺寸；
9、 將所述泥坯片脫模，上架陰干定型36小時(shí)；
10、 將定型后的泥坯片，放進(jìn)30(TC的輥道窯爐內(nèi)烘燒一小時(shí)，出爐轉(zhuǎn)送 到防塵成品室內(nèi)，在自然空氣的氣氛中冷卻至室溫；
11、 經(jīng)產(chǎn)品外觀及尺寸檢驗(yàn)合格，將成品按規(guī)定裝入密封包裝箱。 經(jīng)過本發(fā)明方法制作的這種成型催化劑組片中，催化劑分布均勻、有通透
良好致密的蜂窩組織，具有剛度大耐磨損的突出優(yōu)點(diǎn)。
5實(shí)施例2:依反應(yīng)器形狀需要將催化劑成型為組片的方法
具體作法有如下步驟
1、 根據(jù)要求選用120目粉狀甲醇制氫催化劑備用；
2、 選用江西1#陶土，用去離子水將其在攪拌器中洗滌IO分鐘，倒入沉淀 池沉淀排出濾清水，再將沉淀池中沉淀的陶土，再次放入攪拌器進(jìn)行攪拌洗滌 IO分鐘，再次倒入沉淀池，這樣反復(fù)5次，洗滌濾清后的陶泥細(xì)膩有如洗砂；
3、 將陶泥移出平攤在陰干床上，其厚度控制在3cm，放置4小時(shí)，再將陶 泥搗碎、打散、使其粒徑不大于2cm，再放置陰干4小時(shí)；
4、 將陰干破碎粒徑不大于2cm的陶泥，置于6(TC烘床上翻動(dòng)干燥6小時(shí)， 待其干燥；
5、 將干燥后的陶泥用中速碾壓機(jī)碾壓成陶泥粉粒；
6、 將碾壓后的陶泥粉粒過80目篩，收集篩選合格的粉狀陶土備用；
7、 以5公斤為一次批量，取篩選合格的干燥催化劑粉和陶土粉，按催化劑 陶土 = 45%:55%的重量百分比混合，攪拌機(jī)低速無水?dāng)嚢?分鐘，使催化劑 與陶土充分混合均勻，然后加去離子水?dāng)嚢枞嗪蠈⒒旌狭现瞥纱呋瘎┠嗯?，?出泥坯，再經(jīng)人工揉合至泥坯表面無裂紋有光亮感；
8、 取內(nèi)徑不大于300mm、高度為10mm的異型片狀模具，將適量泥坯裝 入模具，然后將泥坯壓制成所述片狀尺寸；
9、 將所述泥坯片脫模，上架陰干定型36小時(shí)；
10、 將定型后的泥坯片，放進(jìn)40(TC的輥道窯爐內(nèi)烘燒一小時(shí)，出爐后轉(zhuǎn) 送到防塵成品室內(nèi)，在自然空氣的氣氛中冷卻至室溫；
11、 經(jīng)產(chǎn)品外觀及尺寸檢驗(yàn)合格，將成品按規(guī)定裝入密封包裝箱。 實(shí)施例3:依反應(yīng)器形狀需要將催化劑成型為組塊的方法
具體作法有如下步驟
1、 根據(jù)要求選用80目粉狀甲醇制氫催化劑備用；
2、 選用江西1#陶土，用去離子水將其在攪拌器中洗滌10分鐘，倒入沉淀 池沉淀排出濾清水，再將沉淀池中沉淀的陶土，再次放入攪拌器進(jìn)行攪拌洗滌 IO分鐘，再次倒入沉淀池，這樣反復(fù)5次，洗滌濾清后的陶泥細(xì)膩有如洗砂；
3、 將陶泥移出平攤在陰干床上，其厚度控制在3cm，放置4小時(shí)，再將陶泥搗碎、打散、使其粒徑不大于2cm，再放置陰干3小時(shí)；
4、 將陰干破碎粒徑不大于2cm的陶泥，置于80°C烘床上翻動(dòng)干燥3小時(shí)， 待其干燥；
5、 將干燥后的陶泥用中速碾壓機(jī)碾壓成陶泥粉粒；
6、 將碾壓后的陶泥粉粒過60目篩，收集篩選合格的粉狀陶土備用；
7、 以5公斤為一次批量，取篩選合格的干燥催化劑粉和陶土粉，按催化劑: 陶土 = 25%:75%的重量百分比混合，攪拌機(jī)低速無水?dāng)嚢?分鐘，使催化劑 與陶土充分混合均勻，然后加去離子水?dāng)嚢枞嗪蠈⒒旌狭现瞥纱呋瘎┠嗯?，?出泥坯，再經(jīng)人工揉合至泥坯表面無裂紋有光亮感；
8、 取外徑70mm、內(nèi)徑為20mm、高度為15mm的管狀模具，將適量泥坯 裝入模具，然后將泥坯壓制成所述片狀尺寸；
9、 將所述泥坯片脫模，上架陰千定型36小時(shí)；
10、 將定型后的泥坯片，放進(jìn)55(TC的輥道窯爐內(nèi)烘燒1.5小時(shí)，出爐轉(zhuǎn)送 到防塵成品室內(nèi)，在自然空氣的氣氛中冷卻至室溫；
11、 經(jīng)產(chǎn)品外觀及尺寸檢驗(yàn)合格，將成品按規(guī)定裝入密封包裝箱。 經(jīng)過本發(fā)明方法制作的這種成型催化劑組片中，催化劑分布均勻、有通透
良好致密的蜂窩組織，具有剛度大耐磨損的突出優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1、一種依反應(yīng)器形狀需要將催化劑成型為組塊的方法，其步驟是第一步，選用粉狀甲醇制氫或合成甲醇用催化劑，依據(jù)需要選取60-120目篩粒度的催化劑備用；選用制陶用陶土備用；第二步，采用沉淀洗滌法用去離子水反復(fù)洗滌陶土，使其達(dá)到洗砂狀細(xì)膩陶泥；第三步，采用制陶工藝陰干陶泥，時(shí)間不少于4小時(shí)，達(dá)到人力能破碎程度；第四步，將搗碎陰干后的陶泥，選其直徑不大于2厘米，上60℃-80℃烘床干燥3-6小時(shí)，達(dá)到可經(jīng)碾壓成粉狀態(tài)；第五步，將干燥后的陶泥用中速碾壓機(jī)碾壓成陶泥粉粒，將碾壓后的陶泥粉粒過50-80目篩，收集篩選合格的粉狀陶土備用；第六步，取篩選合格的干燥催化劑粉和陶土粉，按催化劑∶陶土＝(25-55％)∶(75-45％)的重量百分比混合，機(jī)械攪拌均勻，時(shí)間不少于5分鐘，加去離子水?dāng)嚢枞嗪蠈⑵渲瞥纱呋瘎┨漳?；第七步，將催化劑陶泥人工揉合到陶泥表面無裂紋有光亮感，制成陶用催化劑泥坯；第八步，依據(jù)需要預(yù)先制成不同形狀與規(guī)格的模具，將泥坯裝入模具將其壓制成型；第九步，將壓制成型的泥坯脫模，經(jīng)過陰干定型后方可安全移動(dòng)；第十步，將陰干定型的成型組塊，置于300℃-550℃的爐窯內(nèi)焙燒，出爐后移至清潔室內(nèi)置于自然空氣氣氛中，使其降至環(huán)境溫度，成為具有內(nèi)部蜂窩狀組織的陶器化催化劑成型組塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種依反應(yīng)器形狀需要將催化劑成型為組塊的方法，包括對(duì)選用甲醇合成、甲醇制氫催化劑的處理，對(duì)陶土的處理，然后將催化劑與陶土按(25-55％)∶(75-45％)的重量百分比混合，加去離子水?dāng)嚢枞嗪现瞥纱呋瘎┠嗯?，依?jù)需要的形狀與規(guī)格模具，將泥坯裝入模具壓制成型，經(jīng)脫模、陰干定型，置于300℃-550℃的爐窯內(nèi)焙燒，成為具有內(nèi)部蜂窩狀組織陶器化的催化劑成型組塊。本發(fā)明用陶土替代催化劑中原有填充物載體，有別于傳統(tǒng)擠壓成型的顆粒狀催化劑，具有較高強(qiáng)度和剛度。改變了原顆粒狀催化劑的無序充裝，為理想的組合成型充裝。催化劑成型組塊可以根據(jù)轉(zhuǎn)化器形狀定制，滿足緊湊型、異型和小型器的特殊需求。
文檔編號(hào)B01J35/00GK101628244SQ200810045569
公開日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2008年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月16日
發(fā)明者王均衡, 王官勝, 王衍衡 申請(qǐng)人:王衍衡