超純耐鹼球形催化劑載體的製作方法
2023-04-29 12:51:01 1
本發明涉及催化劑支撐保護劑技術領域，具體涉及一種超純耐鹼球形催化劑載體。
背景技術：
石油、冶煉等化工工業中，催化劑使用量很大，為了便於催化劑的更換、集中回收等通常將其負載於一定的支撐載體之上，因此催化劑支撐載體的應用非常廣泛，其使用環境與催化劑應用環境一樣，會遭遇高溫、強酸強鹼等，有時甚至更加嚴苛，所以對於不同環境下催化劑載體的性能提出了更高的要求。其中對於耐鹼催化劑載體的需求也非常大，其耐鹼性能有待於進一步提高。
技術實現要素：
為解決上述技術問題，本發明提供一種能夠抵抗強鹼腐蝕的催化劑支撐載體。
本發明的技術方案是提供一種超純耐鹼球形催化劑載體，包括如下重量份數的組分：氧化鋁20-40份，氮化矽30-40份，氧化鋯10-15份，粘土20-30份，高嶺土20-30份，鎳粉15-20份；所述氧化鋁、氮化矽、氧化鋯純度均為99％以上。
作為進一步改進，所述超純耐鹼球形催化劑載體表面還可以包括塗料，含有如下重量份數的組分：氧化鋯40-50份、氮化矽30-40份、粘接劑2-5份，根據實際需要，可以在載體表面添加塗料，進一步形成緻密保護層。
優選地，所述粘接劑可以選用丙烯酸酯聚合物、磷酸鹽、水玻璃中的一種或幾種。
作為進一步改進，所述氧化鋁、氮化矽、氧化鋯為超細粉，粒徑範圍為1～10μm，易於顆粒凝聚，減少可能出現的表面缺陷。
優選地，所述氧化鋁、氮化矽、氧化鋯為超細粉，粒徑範圍為1～5μm，顆粒越細小，表面組織越緻密，對於鹼性物質形成屏障效果越好。
本發明還提供一種超純耐鹼球形催化劑載體的製備方法，包括如下步驟：
(1)稱取如上配比的原料；
(2)將氧化鋁、氮化矽粉末攪拌均勻，再加入氧化鋯和鎳粉攪拌，將拌合粉末投入粘土和高嶺土中混合均勻；
(3)將步驟(2)中的混合料擠壓成型後，晾乾，放入高溫爐中兩次升溫燒結；燒結參數為以8～10℃/min升溫至760～800℃，保溫2～4h；再以8～10℃/min升溫至1480～1600℃，保溫8～12h後冷卻至常溫。
作為進一步改進，製備方法還包括：步驟(4)待第一次升溫後的坯體自然降溫冷卻後取出，浸漬塗料，以8～10℃/min升溫至800～1000℃後保溫1～2h，再以8～10℃/min升溫至1480～1600℃，保溫8～12h後冷卻至常溫。
與現有技術相比，本發明的優點和有益效果是：採用氮化矽、氧化鋯等耐鹼性的原材料，一方面氮化矽和氧化鋯不與鹼發生反應可以抵抗鹼侵蝕，另一方面99％以上的純度能夠使產品中的微觀晶體排列均勻，使組織結構緻密，形成良好的防腐蝕層；在高溫強鹼存在的情況下，氧化鋁、高嶺土成分將與強鹼形成流體物質，導致連片的鹼侵蝕通道，而氮化矽能夠阻塞這種鹼侵蝕通道，防止連片侵蝕的發生；此外鎳處於氮化矽、氧化鋯晶體結構的空隙中，進一步完善結構的緻密程度，而鎳也並不與鹼反應，因此阻礙了鹼的腐蝕。
具體實施方式
下面結合具體實施方式對本發明作進一步說明。
實施例1
本發明提供一種超純耐鹼球形催化劑載體，包括如下重量份數的組分：氧化鋁20份，氮化矽30份，氧化鋯15份，粘土30份，高嶺土30份，鎳粉15份；所述氧化鋁、氮化矽、氧化鋯純度均為99％以上。所述氧化鋁、氮化矽、氧化鋯粉末粒徑為8～10μm。
上述超純耐鹼球形催化劑載體的製備方法包括如下步驟：
(1)稱取如上配比的原料；
(2)將氧化鋁、氮化矽粉末攪拌均勻，再加入氧化鋯和鎳粉攪拌，將拌合粉末投入粘土和高嶺土中混合均勻；
(3)將步驟(2)中的混合料擠壓成型後，晾乾，放入高溫爐中燒結；燒結參數為以8～10℃/min升溫至760～800℃，保溫2～4h，使氮化矽、氧化鋯、鎳粉在混合物中初步融合併進一步混勻；再以8～10℃/min升溫至1480～1600℃，保溫8～12h後冷卻至常溫，使氮化矽、氧化鋯、鎳粉充分形成緻密晶體結構。
實施例2
本發明提供一種超純耐鹼球形催化劑載體，包括如下重量份數的組分：氧化鋁40份，氮化矽35份，氧化鋯10份，粘土25份，高嶺土28份，鎳粉20份；所述氧化鋁、氮化矽、氧化鋯純度均為99％以上。所述氧化鋁、氮化矽、氧化鋯粉末粒徑為1～3μm。
製備方法同實施例1。
實施例3
本發明提供一種超純耐鹼球形催化劑載體，包括如下重量份數的組分：氧化鋁30份，氮化矽40份，氧化鋯13份，粘土20份，高嶺土20份，鎳粉17份；所述氧化鋁、氮化矽、氧化鋯純度均為99％以上。所述氧化鋁、氮化矽、氧化鋯粉末粒徑為3～5μm。
製備方法同實施例1。
實施例4
本發明提供一種超純耐鹼球形催化劑載體，包括如下重量份數的組分：氧化鋁35份，氮化矽32份，氧化鋯12份，粘土30份，高嶺土25份，鎳粉18份；所述氧化鋁、氮化矽、氧化鋯純度均為99％以上。所述氧化鋁、氮化矽、氧化鋯粉末粒徑為6～8μm。
超純耐鹼球形催化劑載體表面浸漬塗料，含有如下重量份數的組分：氧化鋯40份、氮化矽30份、丙烯酸酯聚合物2份，水玻璃1份，所述氮化矽、氧化鋯粉末粒徑為1～5μm。
上述超純耐鹼球形催化劑載體的製備方法包括如下步驟：
(1)稱取如上配比的原料；
(2)將氧化鋁、氮化矽粉末攪拌均勻，再加入氧化鋯和鎳粉攪拌，將拌合粉末投入粘土和高嶺土中混合均勻；
(3)將步驟(2)中的混合料擠壓成型後，將坯體晾乾，放入高溫爐中燒結；燒結參數為以8～10℃/min升溫至760～800℃，保溫1～2h，使氮化矽、氧化鋯、鎳粉在混合物中初步融合併進一步混勻；
(4)待步驟(3)中的坯體自然冷卻後取出，浸漬塗料，以8～10℃/min升溫至800～1000℃後保溫1～2h，再以8～10℃/min升溫至1480～1600℃，保溫8～12h後冷卻至常溫，使氮化矽、氧化鋯、鎳粉充分形成緻密晶體結構。
實施例5
本發明提供一種超純耐鹼球形催化劑載體，包括如下重量份數的組分：氧化鋁28份，氮化矽38份，氧化鋯14份，粘土28份，高嶺土25份，鎳粉16份；所述氧化鋁、氮化矽、氧化鋯純度均為99％以上。所述氧化鋁、氮化矽、氧化鋯粉末粒徑為2～5μm
超純耐鹼球形催化劑載體表面浸漬塗料，含有如下重量份數的組分：氧化鋯40-50份、氮化矽30-40份、丙烯酸酯聚合物2-5份，所述氮化矽、氧化鋯粉末粒徑為1～5μm。
製備方法同實施例4。
本發明超純耐鹼球形催化劑載體的耐鹼指標檢測結果如表1所示，其中熱鹼處理是指40％氫氧化鈉溶液沸騰處理48h。
檢測方法參考《耐酸陶瓷材料性能試驗方法(HG/T 3210-2002)》《工業瓷球-惰性瓷球(HG/T 3683.1-2014)》。
表1
從表1可以看出，本發明的超純耐鹼球形催化劑載體具備較大的衝擊強度和硬度的同時能夠抵抗高濃度鹼腐蝕。
以上所述，僅為本發明的優選實施例，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明的核心技術的前提下，還可以做出改進和潤飾，這些改進和潤飾也應屬於本發明的專利保護範圍。與本發明的權利要求書相當的含義和範圍內的任何改變，都應認為是包括在權利要求書的範圍內。