一種用于醇醚制烯烴的流化床襯里材料及其制備方法和使用方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于醇醚制烯烴的流化床襯里材料及其制備方法和使用方法。本發(fā)明通過對襯里材料配方進(jìn)行改進(jìn)，提升了襯里材料耐熱耐磨性能，同時(shí)避免生產(chǎn)過程中醇醚制烯烴催化劑與襯里材料發(fā)生反應(yīng)。本發(fā)明提供的用于醇醚制烯烴的流化床襯里材料，除了具備一般襯里材料的耐熱耐磨性能外，還同時(shí)具有鐵元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于6.5‰的技術(shù)特征。其突出優(yōu)勢在于對醇醚制烯烴催化劑的影響小，顯著延長了醇醚制烯烴催化劑的反應(yīng)性能和使用壽命，同時(shí)具有較好的使用效果，能耗較低、環(huán)境友好、使用方便，具有突出的規(guī)?；瘧?yīng)用前景。
【專利說明】一種用于醇醚制烯烴的流化床襯里材料及其制備方法和使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤化工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于醇醚制烯烴的流化床襯里材料及其制備方法和使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在煤化工催化領(lǐng)域，流化床技術(shù)以其處理能力大、催化速率快、轉(zhuǎn)化率高等特點(diǎn)成為發(fā)展的主流技術(shù)。一般地，反應(yīng)器和再生器的襯里屬于熱壁型，主要通過耐熱材料的隔溫保溫，降低反應(yīng)器和再生器內(nèi)熱量的散失，同時(shí)也可以使反應(yīng)器和再生器的外殼壁溫在材料可承受的溫度范圍內(nèi)。耐磨材料一般附于反應(yīng)器和再生器的最內(nèi)層，以防止基體材料受到催化劑流動過程中的磨損、沖擊以及可能存在的破壞反應(yīng)器和再生器內(nèi)壁的作用。由于內(nèi)壁材料直接受著高溫和大氣流的沖刷，所以開發(fā)一種耐熱耐磨襯里材料顯得十分迫切。
[0003]由于醇醚制烯烴所使用的催化劑特性，普通流化床襯里含有的部分鐵元素會與催化劑發(fā)生反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)表明隨著時(shí)間的推移，催化劑上附著的鐵元素會使催化劑的反應(yīng)活性和壽命降低，間接地影響到催化劑的性能。因此針對醇醚制烯烴催化劑的特性，需要研制一種適合醇醚制烯烴流化床反應(yīng)器和再生器的耐熱耐磨襯里材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)缺陷，提供一種用于醇醚制烯烴的流化床襯里材料及其制備方法和使用方法。
[0005]本發(fā)明旨在通過對襯里材料配方進(jìn)行改進(jìn)，提升襯里材料耐熱耐磨性能，同時(shí)避免生產(chǎn)過程中醇醚制烯烴催化劑與襯里材料發(fā)生反應(yīng)。
`[0006]為了實(shí)現(xiàn)以上技術(shù)目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種用于醇醚制烯烴的流化床襯里材料，其成分包括高鋁礬土、剛玉、二氧化硅、磷酸、擬薄水鋁石、水泥、陶土，同時(shí)還包括以下物質(zhì)中的一種或幾種:氧化鈣、氧化鋁、氧化鈉、氧化鎂、氧化鋅、氧化鋯、氧化鈦；該用于醇醚制烯烴的流化床襯里材料中鐵元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于6.5%o。
[0008]其中所述成分中固體物質(zhì)的粒徑優(yōu)選為不大于10 μ m ;所述擬薄水鋁石的固體物質(zhì)含量優(yōu)選為70~80%(w/w);所述鐵元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于6.5%?？梢酝ㄟ^檢測方式把控；所述的高鋁礬土、剛玉、二氧化硅、磷酸、擬薄水鋁石、水泥、陶土、氧化鈣、氧化鋁、氧化鈉、氧化鎂、氧化鋅、氧化鋯、氧化鈦，上述各成分中鐵元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于6%。。
[0009]同時(shí)本發(fā)明提供了上述用于醇醚制烯烴的流化床襯里材料制備方法，包括以下步驟:
[0010]I)制備第一混合物:向去離子水中加入磷酸，充分?jǐn)嚢?，再依次加入高鋁礬土，剛玉，二氧化硅，每加入一種組分后攪拌0.5~Ih再加入下一種組分，直至攪拌均勻；[0011]2)制備第二混合物:向去離子水中加入擬薄水鋁石，充分?jǐn)嚢?，再依次加入水泥，陶?每加入一種組分后攪拌0.5~1.0h再加入下一種組分，直至攪拌均勻；
[0012]3)制備第三混合物:取下述組分的一種或幾種混合均勻:氧化鈣，氧化鋁，氧化鈉，氧化鎂，氧化鋅，氧化鋯，氧化鈦；
[0013]4)把以上制備完畢的第一混合物、第二混合物、第三混合物一同混合，混合方式為分批多次加入混合，混合后攪拌，直至攪拌均勻即得到用于醇醚制烯烴的流化床襯里材料。
[0014]其中步驟I)所述磷酸與去離子水的質(zhì)量比優(yōu)選為0.2:1~0.4:1 ;步驟2)所述擬薄水鋁石與去離子水的質(zhì)量比優(yōu)選為0.62:1~0.8:1 ;步驟I)和步驟2)所述的充分?jǐn)嚢杈鶅?yōu)選為50~60r/min條件下攪拌3~5分鐘；步驟4)所述的一同混合的混合比例優(yōu)選為第一混合物:第二混合物:第三混合物=3:6:1 ;步驟4)所述的混合后攪拌條件優(yōu)選為80~120r/min轉(zhuǎn)速攪拌0.5~lh。
[0015]此外，本發(fā)明還提供了用于醇醚制烯烴的流化床襯里材料的使用方法，包括以下步驟:
[0016]1)將用于醇醚制烯烴的流化床襯里材料在16~35°C條件下涂抹到用于醇醚制烯烴的流化床內(nèi)壁，于常溫下靜置72~108h ；
[0017]2)利用流化床自身的加熱系統(tǒng)對步驟I)靜置完畢的流化床進(jìn)行加熱，從常溫開始升溫，以10°c /h的速率升溫至180°C，于180°C條件下保持9~12h ;
[0018]3)而后以25°C /h的速率升溫至450°C，于450°C條件下保持6~8h ;
[0019]4)而后以50°C /h的速率升溫至600°C，于600°C保持6h，而后停止加熱自然降溫
至室溫。
[0020]以上技術(shù)方案還應(yīng)當(dāng)注重以下問題:
[0021](I)攪拌過程中用于攪拌的容器優(yōu)選為塑料或者不銹鋼制品；
[0022](2)在使用原料之前，需要對原料組分中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行檢測，確保鐵元素占原料質(zhì)量比不大于6.5% ；
[0023](3)把混合料涂抹在容器內(nèi)壁時(shí)靜置時(shí)，溫度升高或降低不能變化過快，優(yōu)選16 ~35? ；
[0024](4)烘干時(shí)，確保烘干設(shè)備工作的連續(xù)性，突發(fā)間斷加熱會對內(nèi)襯材料的質(zhì)量產(chǎn)生影響。
[0025]本發(fā)明提供的用于醇醚制烯烴的流化床襯里材料，除了具備一般襯里材料的耐熱耐磨性能外，還同時(shí)具有鐵元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于6.5%。的技術(shù)特征。其突出優(yōu)勢在于對醇醚制烯烴催化劑的影響小，顯著延長了醇醚制烯烴催化劑的反應(yīng)性能和使用壽命，同時(shí)具有較好的使用效果，能耗較低、環(huán)境友好、使用方便，具有突出的規(guī)?；瘧?yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0026]實(shí)施例1
[0027]一種用于醇醚制烯烴的流化床襯里材料，由A、B、C三種混合物按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3:6:1的比例混合。其中，A混合物中的各個(gè)組分質(zhì)量占比為:高鋁礬土:剛玉:二氧化硅:磷酸=28:9:9: 4，混合方法為向去離子水中加入磷酸(磷酸與去離子水的質(zhì)量比為0.2:1)，充分?jǐn)嚢?，再依次加入高鋁礬土，剛玉，二氧化硅，每加入一種組分后攪拌0.5~Ih再加入下一種組分，直至攪拌均勻出混合物中各個(gè)組分質(zhì)量占比為:水泥:陶土:擬薄水鋁石=3:1:6，混合方法為向去離子水中加入擬薄水鋁石(薄水鋁石與去離子水的質(zhì)量比為0.62:1)，充分?jǐn)嚢?，再依次加入水泥，陶土，每加入一種組分后攪拌0.5~1.0h再加入下一種組分，直至攪拌均勻；C混合物的組成為氧化鎂和氧化鈣，按照質(zhì)量占比為氧化鎂:氧化鈣=4:6。將A、B、C三種混合物一同混合均勻得到混合物料、檢測其中鐵元素含量為5%。。上述成分中固形物粒徑為3~7 μ m。所述擬薄水鋁石的固體物質(zhì)含量為70%(w/w)。
[0028]將混合物料涂抹在反應(yīng)器和再生器的內(nèi)壁，常溫下靜置90h，利用流化床自身的加熱系統(tǒng)對靜置完畢的流化床進(jìn)行加熱，操作條件如下:
[0029]從常溫開始升溫，以10°C /h的速率升至180°C，然后在180°C保持12h，然后以250C /h的速率升至450°C，在450°C保持8h，然后以50°C /h的速率升至600°C，在600°C保持6h，之后停止加熱，自然降溫至室溫。
[0030]實(shí)施例2
[0031]一種用于醇醚制烯烴的流化床襯里材料，由A、B、C三種混合物按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3:6:1的比例混合。其中，A混合物中的各個(gè)組分質(zhì)量占比為:高鋁礬土:剛玉:二氧化硅:磷酸=58:17:18: 7，混合方法為向去離子水中加入磷酸(磷酸與去離子水的質(zhì)量比為0.3:1)，充分?jǐn)嚢?，再依次加入高鋁礬土，剛玉，二氧化硅，每加入一種組分后攪拌0.5~Ih再加入下一種組分，直至攪拌均勻出混合物中各個(gè)組分質(zhì)量占比為:水泥:陶土:擬薄水鋁石=22:17:61，混合方法為向去離子水中加入擬薄水鋁石(薄水鋁石與去離子水的質(zhì)量比為0.66:1),充分?jǐn)嚢?，再依次加入水泥，陶土，每加入一種組分后攪拌0.5~1.0h再加入下一種組分，直至攪拌均勻；C混合物的組成為氧化鋁和氧化鈉，按照質(zhì)量占比為氧化鋁:氧化鈉=1: 2。將A、B、C三種混合物一同混合均勻得到混合物料、檢測其中鐵元素含量為6%。。上述成分中固形物粒徑為5~8 μ m。所述擬薄水招石的固體物質(zhì)含量為72%(w/w)
[0032]將混合物料涂抹在反應(yīng)器和再生器的內(nèi)壁，常溫下靜置80h，利用流化床自身的加熱系統(tǒng)對靜置完畢的流化床進(jìn)行加熱，操作條件如下:
[0033]從常溫開始升溫，以10°C /h的速率升至180°C，然后在180°C保持10h，然后以250C /h的速率升至450°C，在450°C保持8h，然后以50°C /h的速率升至600°C，在600°C保持6h，之后停止加熱，自然降溫至室溫。
[0034]實(shí)施例3
[0035]一種用于醇醚制烯烴的流化床襯里材料，由A、B、C三種混合物按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3:5:2的比例混合。其中，A混合物中的各個(gè)組分質(zhì)量占比為:高鋁礬土:剛玉:二氧化硅:磷酸=42:22:21:15，混合方法為向去離子水中加入磷酸(磷酸與去離子水的質(zhì)量比為0.4:1),充分?jǐn)嚢?，再依次加入高鋁礬土，剛玉，二氧化硅，每加入一種組分后攪拌0.5~Ih再加入下一種組分，直至攪拌均勻出混合物中各個(gè)組分質(zhì)量占比為:水泥:陶土:擬薄水鋁石=1:2:3，混合方法為向去離子水中加入擬薄水鋁石(薄水鋁石與去離子水的質(zhì)量比為
0.7:1)，充分?jǐn)嚢?，再依次加入水泥，陶土，每加入一種組分后攪拌0.5~1.0h再加入下一種組分，直至攪拌均勻；C混合物的組成為氧化鋯和氧化鋅，按照質(zhì)量占比為氧化鋯:氧化鋅=1:1。將A、B、C三種混合物一同混合均勻得到混合物料、檢測其中鐵元素含量為6.5%。。上述成分中固形物粒徑為4~7 μ m。所述 擬薄水招石的固體物質(zhì)含量為75%(w/w)。
[0036]將混合物料涂抹在反應(yīng)器和再生器的內(nèi)壁，常溫下靜置72h，利用流化床自身的加熱系統(tǒng)對靜置完畢的流化床進(jìn)行加熱，操作條件如下:
[0037]從常溫開始升溫，以10°C /h的速率升至180°C，然后在180°C保持9h，然后以250C /h的速率升至450°C，在450°C保持6h，然后以50°C /h的速率升至600°C，在600°C保持6h，之后停止加熱，自然降溫至室溫。
[0038]實(shí)施例4
[0039]一種用于醇醚制烯烴的流化床襯里材料，由A、B、C三種混合物按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3:7:7的比例混合。其中，A混合物中的各個(gè)組分質(zhì)量占比為:高鋁礬土:剛玉:二氧化硅:磷酸=44:22:19:15，混合方法為向去離子水中加入磷酸(磷酸與去離子水的質(zhì)量比為 0.35:1),充分?jǐn)嚢?，再依次加入高鋁礬土，剛玉，二氧化硅，每加入一種組分后攪拌0.5~Ih再加入下一種組分，直至攪拌均勻出混合物中各個(gè)組分質(zhì)量占比為:水泥:陶土:擬薄水鋁石=12:21:47，混合方法為向去離子水中加入擬薄水鋁石(薄水鋁石與去離子水的質(zhì)量比為0.74:1)，充分?jǐn)嚢?，再依次加入水泥，陶土，每加入一種組分后攪拌0.5~1.0h再加入下一種組分，直至攪拌均勻；C混合物的組成為氧化鎂和氧化鈦，按照質(zhì)量占比為氧化鎂:氧化鈦=4:3。將A、B、C三種混合物一同混合均勻得到混合物料、檢測其中鐵元素含量為4%。。上述成分中固形物粒徑為6~9 μ m。所述擬薄水鋁石的固體物質(zhì)含量為78%(w/w)。
[0040]將混合物料涂抹在反應(yīng)器和再生器的內(nèi)壁，常溫下靜置108h，利用流化床自身的加熱系統(tǒng)對靜置完畢的流化床進(jìn)行加熱，操作條件如下:
[0041]從常溫開始升溫，以10°C /h的速率升至180°C，然后在180°C保持llh，然后以250C /h的速率升至450°C，在450°C保持7h，然后以50°C /h的速率升至600°C，在600°C保持6h，之后停止加熱，自然降溫至室溫。
[0042]實(shí)施例5
[0043]一種用于醇醚制烯烴的流化床襯里材料，由A、B、C三種混合物按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13:16:11的比例混合。其中，A混合物中的各個(gè)組分質(zhì)量占比為:高鋁礬土:剛玉:二氧化硅:磷酸=43:25:10:22，混合方法為向去離子水中加入磷酸(磷酸與去離子水的質(zhì)量比為
0.25:1),充分?jǐn)嚢?，再依次加入高鋁礬土，剛玉，二氧化硅，每加入一種組分后攪拌0.5~Ih再加入下一種組分，直至攪拌均勻出混合物中各個(gè)組分質(zhì)量占比為:水泥:陶土:擬薄水鋁石=33:9:13，混合方法為向去離子水中加入擬薄水鋁石(薄水鋁石與去離子水的質(zhì)量比為0.78:1 )，充分?jǐn)嚢?，再依次加入水泥，陶土，每加入一種組分后攪拌0.5~1.0h再加入下一種組分，直至攪拌均勻；(:混合物的組成為氧化鎂、氧化鈣和氧化鈉，按照質(zhì)量占比為氧化鎂:氧化鈣:氧化鈉=5:4:1。將A、B、C三種混合物一同混合均勻得到混合物料、檢測其中鐵元素含量為3%。。上述成分中固形物粒徑為6~9μπι。所述擬薄水鋁石的固體物質(zhì)含量為80%(w/w)。
[0044]將混合物料涂抹在反應(yīng)器和再生器的內(nèi)壁，常溫下靜置100h，利用流化床自身的加熱系統(tǒng)對靜置完畢的流化床進(jìn)行加熱，操作條件如下:
[0045]從常溫開始升溫，以10°C /h的速率升至180°C，然后在180°C保持10h，然后以250C /h的速率升至450°C，在450°C保持8h，然后以50°C /h的速率升至600°C，在600°C保持6h，之后停止加熱，自然降溫至室溫。
[0046]以上對本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明。凡在本發(fā)明的申請范圍內(nèi)所做的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在 本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于醇醚制烯烴的流化床襯里材料，其特征在于所述襯里材料成分包括高鋁礬土、剛玉、二氧化硅、磷酸、擬薄水鋁石、水泥、陶土，同時(shí)還包括以下物質(zhì)中的一種或幾種:氧化鈣、氧化鋁、氧化鈉、氧化鎂、氧化鋅、氧化鋯、氧化鈦；該用于醇醚制烯烴的流化床襯里材料中鐵元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于6.5%。。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于醇醚制烯烴的流化床襯里材料，其特征在于所述成分中固體物質(zhì)的粒徑不大于10 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于醇醚制烯烴的流化床襯里材料，其特征在于所述擬薄水鋁石的固體物質(zhì)含量為70~80%(w/w)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于醇醚制烯烴的流化床襯里材料，其特征在于所述的高鋁礬土、剛玉、二氧化硅、磷酸、擬薄水鋁石、水泥、陶土、氧化鈣、氧化鋁、氧化鈉、氧化鎂、氧化鋅、氧化鋯、氧化鈦，上述各成分中鐵元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于6%。。
5.一種權(quán)利要求1~4所述的用于醇醚制烯烴的流化床襯里材料制備方法，包括以下步驟: 1)制備第一混合物:向去離子水中加入磷酸，充分?jǐn)嚢?，再依次加入高鋁礬土，剛玉，二氧化硅，每加入一種組分后攪拌0.5~Ih再加入下一種組分，直至攪拌均勻； 2)制備第二混合物:向去離子水中加入擬薄水鋁石，充分?jǐn)嚢?，再依次加入水泥，陶土，每加入一種組分后攪拌0.5~1.0h再加入下一種組分，直至攪拌均勻； 3)制備第三混合物:取下述組分的一種或幾種混合均勻:氧化鈣，氧化鋁，氧化鈉，氧化鎂，氧化鋅，氧化鋯，氧化鈦； 4)把以上制備完畢的第一混合物、第二混合物、第三混合物一同混合，混合方式為分批多次加入混合，混合后攪拌，直至攪拌均勻即得到用于醇醚制烯烴的流化床襯里材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于醇醚制烯烴的流化床襯里材料制備方法，其特征在于步驟I)所述磷酸與去離子水的質(zhì)量比為0.2:1~0.4:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于醇醚制烯烴的流化床襯里材料制備方法，其特征在于步驟2)所述擬薄水鋁石與去離子水的質(zhì)量比為0.62:1~0.8:1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于醇醚制烯烴的流化床襯里材料使用方法，其特征在于包括以下步驟: 1)將用于醇醚制烯烴的流化床襯里材料在16~35°C條件下涂抹到用于醇醚制烯烴的流化床內(nèi)壁，于常溫下靜置72~108h ； 2)利用流化床自身的加熱系統(tǒng)對步驟I)靜置完畢的流化床進(jìn)行加熱，從常溫開始升溫，以10°C /h的速率升溫至180°C，于180°C條件下保持9~12h ; 3)而后以25°C/h的速率升溫至450°C，于450°C條件下保持6~8h ; 4)而后以50°C/h的速率升溫至600°C，于600°C保持6h，而后停止加熱自然降溫至室溫。
【文檔編號】C04B28/00GK103723969SQ201310746629
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】劉俊生, 錢震, 王海國, 左宜贊, 陳晨, 王亮, 李玉龍 申請人:中國天辰工程有限公司, 天津天辰綠色能源工程技術(shù)研發(fā)有限公司