CN105597357B - 一种复合型规整填料及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种复合型规整填料，涉及化工传质分离及反应技术领域。该复合型规整填料包括多个单片，多个单片层叠连接，每个单片为至少包括一层催化层的复合层结构；催化层主要由以下原料制成：分子筛和含氧化物的物料，其中，分子筛占比为20～80wt％，分子筛为沸石分子筛和/或沸石分子筛的改性物；物料中氧化物含量为20～80wt％，氧化物为含氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化锌中的一种或多种。本发明提供的复合型规整填料具有较大的催化剂装填量，良好的传质分离性能，较低的压力降，其比表面积大，催化活性组分含量高，能适用于高温反应。此外，本发明还提供了上述复合型规整填料的制作方法。

Description

一种复合型规整填料及其制作方法

技术领域

本发明涉及化工传质分离及反应技术领域，且特别涉及一种复合型规整填料及其制作方法。

背景技术

催化精馏技术是将非均相催化反应与精馏分离有机地耦合于同一设备中，使其同时完成催化反应与精馏分离双重功能。催化剂填装技术是将非均相的固体催化剂颗粒合理有效地分布于催化精馏塔内，要同时满足催化反应与精馏分离两种操作的应用条件，因而要求催化剂填装结构既有较高的催化效率，又要有较好的分离效率。该技术正是目前催化精馏技术工业应用的瓶颈问题之一，受到各界的广泛关注，也是催化精馏技术研究的热门话题。

理想的催化精馏填料能够提供塔内较大的催化剂装填量；具有好的气-固或液-固相接触以及气-液传质分离性能；较低的压力降。目前，行业制作的催化填料都以同时满足这三个要求为目标。为了使催化反应与精馏分离达到最佳耦合效果，整个催化精馏塔高效、稳定的操作，在设计和选择催化填料时要根据具体的反应条件及要求的操作条件进行选择，不同类型的催化剂填装结构具有各自的特点及应用条件。例如液相反应、气相反应、快反应、慢反应等不同催化反应类型的催化精馏过程要配合适应各自特点的催化剂填装方式才能达到满意的效果。

由催化剂本身制成的催化填料又分为两种，一种是将催化剂颗粒包装、处理后与分离元件相配合装入催化精馏塔内，实现反应与分离的双重功能。另一种则是将具有催化活性的材料直接制成分离元件的形状直接装入塔内，不需要与其它元件配合使用。还有一种新型的催化填料由普通的规整填料组成，应用原位水热合成法在填料上生长出一种无黏结剂的分子筛晶体膜。

中国公开专利CN1060228A中，催化剂活性材料与离子交换树脂、增强材料、致孔剂、粘合剂、助剂混合后，加工成拉西环催化填料、波纹网板规整塔板、泡罩塔板、浮阀塔板、车轮状规整填料，用于催化精馏合成MTBE获得了成功。但由于采用的离子交换树脂催化剂，故不耐高温。

中国公开专利CN104275142A提出了一种金属波纹板规整填料。

中国授权专利CN203220908U提出了一种三维网孔陶瓷规整填料。

专利号为ZL96106352.1的中国专利就是提出这种沸石金属或陶瓷催化复合材料及其制备，即采用原位水热合成法在填料上生长出一种无黏结剂的分子筛晶体膜。

但以上催化填料存在着许多问题和不足，如传质不好，有沟流，防堵性能不好，易堵，压力降较高，不能适用于高温反应，比表面积小，催化活性组分含量低，在填料安装时催化剂易于流失散落，规整填料表面分子筛粘附不牢固，易掉皮，分子筛质量不稳定，不好控制等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合型规整填料，此复合型规整填料具有较大的催化剂装填量，良好的传质分离性能，较低的压力降，其比表面积大，催化活性组分含量高，不仅能适用于50～150℃的较低反应温度的反应，也能适用于150～400℃的高温反应。

本发明的另一目的在于提供一种复合型规整填料的制作方法，以制得实用性高的复合型规整填料。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

一种复合型规整填料，其包括多个单片，多个单片层叠连接，每个单片为至少包括一层催化层的复合层结构；

单片包括依次叠加的催化层、载体层、催化层；

载体层主要包括骨料，骨料为氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化锌、黏土中的一种或多种；黏土为高岭土、长石、凹凸棒土、石英中的一种或多种；

催化层主要由以下原料制成：分子筛和含氧化物的物料，其中，分子筛占比为20～80wt％，分子筛为沸石分子筛和/或沸石分子筛的改性物；

物料中氧化物含量为20～80wt％，氧化物为含氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化锌中的一种或多种。

另外，一种上述复合型规整填料的制作方法，包括以下步骤：

按照催化层的配方，将分子筛和物料混合，然后在1～45℃下混捏5～100h，再压制成片层，制得催化层，之后用催化层和载体层组装成单片；

将多个单片粘接，在700～800℃下焙烧6～48h，制得复合型规整填料。

本发明实施例的复合型规整填料及其制作方法的有益效果是：本发明中，每个单片都包括了催化层，而催化层中，含氧化物的物料将在溶剂的作用下，形成胶状物质，分子筛加入混合，良好的装填在这胶状物质中，与之形成整体。制成的催化层中，剩下分子筛和含氧化物的物料，所以由单片制得的复合型规整填料能够实现较大的催化剂装填量，而催化层中基本不含有其它物质，二者融合较充分，混合效果好，分子筛与含氧化物的物料结合牢固，不会脱落。在催化精馏的反应模式下，制得的复合型规整填料就能够实现良好的传质分离效果并具有较低的压力降。此外，也正因为复合型规整填料的催化层中，就包括分子筛和含氧化物的物料，所以规整材料的比表面积较大，催化活性组分含量高，分子筛作为催化剂使得整个复合型规整填料不仅能适用于50～150℃的较低反应温度的反应，也能适用于150～400℃的高温反应。

综上，本发明提供的复合型规整填料催化性能和效果好，实用性高，适合大范围推广。

本发明提供的复合型规整填料可以应用于甲醇制备二甲醚、MTBE的合成、TAME的合成、乙二醇制备多乙二醇醚、柴油的催化裂解、常压蜡油催化裂解，减压蜡油的裂解、常压蜡油的加氢裂化、减压蜡油的加氢裂化、柴油的加氢精制、N-甲酰吗啉的制备等许多催化反应中，应用范围广。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例一提供的复合型规整填料的单片的爆炸示意图；

图2是本发明实施例二提供的复合型规整填料的单片的爆炸示意图；

图3是本发明实施例三提供的复合型规整填料的单片的主视示意图；

图4是本发明实施例四提供的复合型规整填料的单片的主视示意图；

图5是本发明实施例四提供的复合型规整填料的单片的俯视示意图；

图6是本发明实施例四提供的复合型规整填料的示意图。

其中，附图标记汇总如下：

单片100，200，300，400；

催化层101；载体层201；不锈钢层301；

扰流纹路401；通孔402。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“之间”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供的复合型规整填料的催化层101中，分子筛可以为ZSM-5沸石分子筛、β沸石分子筛、ZSM-22沸石分子筛、MCM-45沸石分子筛、SAPO-34沸石分子筛、丝光沸石分子筛、Y沸石分子筛中的一种或多种，只要是沸石分子筛均可。当然，也可以选用各种元素进行改性的沸石分子筛，如利用锌、镁、镧、铈、铜、磷、硅、硼、镍、钴、钨等进行改性。含氧化物的物料可以是水合物、氢氧化物等，只要干基为氧化物就行，如氢氧化铝、拟薄水铝石。水优选去离子水，当然此种选择并不作为限制，也可以选用自来水、蒸馏水等。

其中，在制作时，原料中还包括了浓酸和水作为溶剂，但在单片制作过程中，浓酸、水将会逐步分解、挥发，最后得到的单片中，基本只含有分子筛和含氧化物的物料。浓酸可以选用浓硝酸、浓硫酸、浓盐酸等，优选浓硝酸，另外，本发明中所说的浓酸满足工业浓酸的浓度条件即可。

催化层101在制作之前，投入的原料，按质量百分数计，分子筛占比20～80％、物料中的氧化物含量为20～80％，若分子筛与氧化物的总量为M，则浓酸的用量为总量的1～5％，水的用量为总量的40～60％。

在制作催化层101时，优选在10～30℃下混捏5～50h，使各成分原料混合均匀。制作催化层101可以利用机制模具将混捏后的物质压制成0.3～0.75mm的薄板片，制成催化层101。其中，在制作催化层101的过程中，将浓酸、水与分子筛、含氧化物的物料按比例混合，然后混捏。

而在载体层201中，可以使用水作为中间物质(溶剂)，也可以使用加了少量浓酸的水作为中间物质(溶剂)，在制作出成品后，成品中并不含水、浓酸，这些溶剂将会在制作过程中分解、挥发。利用骨料与浓酸、水共同混合，制成催化层101的载体，能够增大最终制得的规整材料的整体强度，延长规整材料的使用寿命。当骨料选用黏土时，黏土可以为高岭土、长石、凹凸棒土、石英中的一种或多种，所有黏土都行。浓酸可以选用浓硝酸、浓硫酸、浓盐酸等，优选浓硝酸。载体层201可以压制成0.3～0.75mm的薄板片。

载体层201还包括扩孔剂。扩孔剂能够在复合规整填料的焙烧过程中，进入到X-O键(X表示氧化物阳离子，若为氧化铝，则X-O键为Al-O键)形成的网络中，打断X-O键，形成断网，从而降低载体的表面张力，使孔壁塌陷，孔径增大。如此，就能够一定程度的扩大载体层201的孔隙，使规整材料在使用时，反应容器上下传质分离效果更好，而且能够防堵。扩孔剂可以选用田菁粉、碳粉、木粉、粒径为0.5～500μm泡沫塑料微球中的一种或多种。优选田菁粉，田菁粉既可以起到扩孔效果，还能够增大粘性，使各组分融合粘结效果更好。催化层101中也可以添加田菁粉。当然，扩孔剂并不以上述物质为限，只要能够对载体层201的孔隙进行微小扩张，增大反应面积，又不会与各原料成分发生反应的物质，都能够作为扩孔剂使用。

载体层201在制作之前，投入的原料，按重量百分数计，若骨料的用量为N，则水的用量为骨料用量的40～60％，若载体层还包括了浓酸、扩孔剂，则浓酸的用量为骨料用量的1～5％，扩孔剂的用量为骨料用量的1～7％。

在制作载体层201时，将骨料与溶剂混合，在1～45℃下混捏2～100h，再压制成片层即可。当然，优选在10～30℃下混捏5～50h，使各成分原料混合均匀。制作载体层201可以利用机制模具将混捏后的物质压制成0.3～0.75mm的薄板片，制成载体层201。

在连接多个单片时，可以通过粘接的方式实现连接，粘结可以利用铝溶胶、硅溶胶、水玻璃中的一种或多种原料进行粘结。

实施例一

本发明的实施例一提供了一种复合型规整填料，包括多个单片100，多个单片100层叠连接，每个单片100包括催化层101，催化层101主要由以下原料制成：ZSM-5沸石分子筛、铝矾土、浓硝酸和水，按重量百分比计，ZSM-5沸石分子筛占比为20％，铝矾土中氧化铝含量为80％。单片100的结构图参见图1。

本实施例中，ZSM-5沸石分子筛为20g、铝矾土折合氧化铝80g，质量浓度为87％的浓硝酸1g，水40ml。

本实施例中，单片100(即催化层101)的制作方法包括：将ZSM-5沸石分子筛、铝矾土、浓硝酸和水混合，然后在1℃下混捏100h，再压制成片层；按照前述方法，制作出多个单片100，然后将多个单片100粘接，在600℃下焙烧6h。

本实施例中，单片100为五十个，五十个单片100之间利用水玻璃层叠粘结。当然，单片100的数量并不以此为限，也可以设置为其它个数的单片，如八十个、四十二个、一百六十个、三百个。本实施例制得的复合型规整填料为板片型的复合型规整填料。当然，复合型规整填料的类型并不以此为限，也可以制作其它类型的复合型规整填料，如垂直波纹型、水平波纹型、栅格型。

催化层101中，浓酸促使含氧化物的物料在有水的条件下，形成胶状物质，分子筛又加入混合，良好的装填在这胶状物质中，与之形成整体。胶状物质是为分子筛这催化剂提供分布区域，而且在胶状物质形成的过程中，浓酸与水将逐步分解、挥发，能够基本分解完，从而制成的催化层101中，就剩下分子筛和含氧化物的物料，所以制得的复合型规整填料能够实现较大的催化剂装填量，而催化层101中基本不含有其它物质，二者融合较充分，混合效果好，在催化精馏的反应模式下，制得的复合型规整填料就能够实现良好的传质分离效果并具有较低的压力降。此外，也正因为复合型规整填料的催化层101中，就剩下分子筛和含氧化物的物料，所以规整材料的比表面积较大，催化活性组分含量高，分子筛作为催化剂也能够良好的适应高温反应。

综上，本实施例提供的复合型规整填料催化性能和效果好，实用性高，适合大范围推广。

实施例二

本发明的实施例二提供了一种复合型规整填料，包括四十个单片200，四十个单片200层叠连接，每个单片200包括催化层101，催化层101主要由以下原料制成：β沸石分子筛、氢氧化铝、浓硫酸和水，按重量百分比计，β沸石分子筛占比为80％、氢氧化铝中氧化铝含量为20％。单片200的结构图参见图2，本实施例制得的复合型规整填料为板片型的复合型规整填料。

本实施例中，β沸石分子筛为80g，氢氧化铝折合氧化铝为20g，质量浓度为65％的浓硫酸5g，水60ml。

为了进一步增强复合型规整填料的强度，单片200还包括了载体层201。催化层101、载体层201、催化层101依次层叠设置，载体层201主要由以下原料制成：高岭土、水。

本实施例中，高岭土为200g，水为80ml。

本实施例还提供了一种上述复合型规整填料的制作方法：包括，

a.单片的催化层101制作：将β沸石分子筛、氢氧化铝、浓硫酸和水混合，然后在45℃下混捏2h，再压制成催化层101；

按照此种方法制作出八十个催化层；

b.单片的载体层201制作：将高岭土和水混合，搅拌，然后在45℃下混捏2h，再压制成载体层201；

按照此种方法制作出四十个载体层201；

c.将催化层101、载体层201、催化层101依次层叠放置，然后冲压，定型，制得一个单片200；

d.按照步骤c的方法制作四十个单片200，然后将四十个单片200粘接，在900℃下焙烧48h。

实施例三

本发明的实施例三提供了一种复合型规整填料，包括四十个单片300，四十个单片300层叠连接，每个单片300包括催化层101和载体层201，催化层101主要由以下原料制成：经镧元素改性的丝光沸石分子筛、氧化硅、浓硫酸和去离子水，按重量百分比计，经镧元素改性的丝光沸石分子筛占比为60％，氧化硅含量为40％；载体层201主要由以下原料制成：水合二氧化硅、去离子水。单片300的结构图参见图3，本实施例制得的复合型规整填料为水平波纹型的复合型规整填料。

本实施例中，催化层101中：经镧元素改性的丝光沸石分子筛为60g，氧化硅为40g，质量浓度为72％的浓硫酸2g，水50ml；载体层201中：水合二氧化硅200g、去离子水100ml。

为了进一步加强复合型规整填料的强度，扩大其应用范围，单片300还包括了不锈钢层301。催化层101、载体层201、不锈钢层301、载体层201、催化层101依次层叠设置。不锈钢层301强度高，受环境影响较小，以不锈钢层301作为中心骨架，再辅以载体层201作为配合，形成双重骨架，催化层101分布在两侧。如此，制得的复合型规整填料整个结构体系稳定，强度更高，同时具有较高的催化效率，在反应容器中能够长时间的使用。

不锈钢层301可以为不锈钢板层，也可以为不锈钢丝层。

本实施例还提供了一种上述复合型规整填料的制作方法：包括，

a.单片的催化层101制作：将改性的丝光沸石分子筛、氧化硅、浓硫酸和去离子水混合，然后在20℃下混捏35h，再压制成催化层101；

按照此种方法制作出八十个催化层101；

b.单片的载体层201制作：将水合二氧化硅和去离子水混合，搅拌，然后在20℃下混捏35h，再压制成载体层201；

按照此种方法制作出八十个载体层201；

c.取用四十个不锈钢层301；

d.将催化层101、载体层201、不锈钢层301、载体层201、催化层101依次层叠放置，然后冲压，定型，制得一个单片300；

e.按照步骤c的方法制作四十个单片300，然后将四十个单片300粘接，在750℃下焙烧30h。

实施例四

本发明的实施例四提供了一种复合型规整填料，该复合型规整填料为水平波纹型的复合型规整填料，为多层结构，其包括三十五个单片400，每个单片400的波纹凸点与其相邻的单片的波纹凹点连接，每个单片400的表面均设有扰流纹路401，每个单片400包括依次层叠设置的催化层101、载体层201、不锈钢层301、载体层201、催化层101。单片300的结构图参见图4和图5，本实施例制得的复合型规整填料为水平波纹型的复合型规整填料，参见图6。

水平波纹型复合型规整填料的波纹倾角可以优选30度或45度。

本实施例提供的复合型规整填料为水平波纹型的复合型规整填料，波纹型的复合型规整填料具有较大的扰流面积，而每个单片400扰流纹路401的设置，又能够有效的扩大复合型规整填料的表面积，从而促进反应容器内反应的进行，增大反应效率。总的来说，就是每个单片400为波纹型，每个单片400的表面又有小的有规律的扰流纹路401。

也正是为了进一步促进反应的发生，所以研究者经过深入研究，又在单片400上设置了凸起和/或凹槽。无论是凸起还是凹槽，都能够实现进一步扩大复合型规整填料表面积的作用。

而且，每个单片400还设有贯穿其两面的多个通孔402。该通孔402可以是利用冲压模具对单片400进行复合时冲压而成的，即，该通孔402的孔径大小就等于冲压模具的冲压网孔的孔径大小。而本实施例提供的不锈钢层301是由不锈钢丝网制成的，其具有网孔，为了便于冲压，通孔402的孔径就小于不锈钢丝网的网孔孔径，即，冲压模具的冲压网孔的孔径小于不锈钢丝网的网孔孔径。设置了通孔402，增加了复合型规整填料的空隙率，复合型规整填料上方和下方的物质能够进行物质交换，达到良好的传质分离效果。反应蒸馏时，气液通过通孔402交替流动冲刷，也能够降低催化剂的失活速度，而且通孔402的设置还能够防止堵塞现象的发生。

本实施例中，催化层101主要由以下原料制成：硅铝比为60的ZSM-5沸石分子筛、拟薄水铝石、浓硝酸、田菁粉和水，其中，ZSM-5沸石分子筛为100g，拟薄水铝石折合出的氧化铝为100g，田菁粉2g，质量浓度为65％的浓硝酸2g，水80ml。

载体层201主要由以下原料制成：拟薄水铝石200g、田菁粉4g、质量浓度为65％的浓硝酸10g和水100ml。

本实施例还提供了上述复合型规整填料的制作方法：包括，

a.单片的催化层101制作：将ZSM-5沸石分子筛、拟薄水铝石混合，然后加入田菁粉、浓硝酸和水，在25℃下混捏50h，再压制成催化层101；

按照此种方法制作出七十个催化层101；

b.单片的载体层201制作：将拟薄水铝石、田菁粉、浓硝酸和水混合，搅拌，然后在25℃下混捏50h，再压制成载体层201；

按照此种方法制作出七十个载体层201；

c.取用三十五个不锈钢层301；

d.将催化层101、载体层201、不锈钢层301、载体层201、催化层101依次层叠放置，然后利用冲压模具压制成单片400，将压制后的单片400置于35℃下干燥15h，定型，得到一个单片400；

e.按照步骤d的方法制作三十五个单片400，然后将三十五个单片400依次平行铺设，使每个单片400的波纹推送方向与其相邻的单片的波纹推送方向相互垂直，实现波纹推送方向交叉铺设，再利用铝溶胶将每个单片400的波纹凸点与其相邻的单片的波纹凹点粘接，制得半成品，再将半成品在760℃下焙烧25h；

f.在焙烧后的半成品的外围加设钢圈进行整体固定。

利用冲压模具压制成的单片厚度可以为1.1～3mm。干燥定型时可以置于25～50℃下干燥2～24h。其中单片400的波纹推送方向的设置也不作为限定，也可以使单片400的波纹推送方向与其相邻的单片的波纹推送方向相同。在将单片400进行粘结时，除了铝溶胶，还可以选用其它的粘结剂，如硅溶胶、水玻璃。焙烧后加设钢圈只是为了让整体结构更加稳定、牢固，满足工业生产使用要求，但是不加设钢圈也行，或者加设立式钢条等也行。

本实施例提供的复合型规整填料存在如下优点：

(1)其为水平层板式结构，而且每个单片400又设有通孔402，所以复合型规整填料具有较大的空隙率，将其应用于反应容器中，能够满足复合型规整填料上下空间的物质的交换、传递；而且在反应蒸馏过程中，气液物质通过通孔402实现交替流动冲刷，降低了催化剂的失活速度，通孔402的设置能够防堵塞；

(2)波纹型的结构以及扰流纹路401、凸起(和/或凹槽)的设置，以及催化层101的微孔的设置，有效的增大了复合型规整填料的表面积，从而就促进了反应容器内反应的发生；

(3)催化层101的物料经过长时间的混合，物料分布均匀，混合效果好，在催化蒸馏的反应模式下，分离传质效果好；

(4)沸石分子筛的选择能够使得复合型规整填料具有较好的防腐蚀性能，而催化层101中物料分布均匀，整个层面都含有沸石分子筛，催化活性组分含量高；

(5)通过冲压复合的方式，实现催化层101、载体层201、不锈钢层301之间的良好连接和附着，避免了物质颗粒成分的脱落、流失；而且每个单片400之间又辅有粘结剂，如此，使得分子筛在基体上附着力更强，有效避免分子筛的脱落；

(6)不锈钢层301以及催化剂的选择，使得该复合型规整填料能够适用于高温反应，可以在200℃以上的反应条件下使用；

(7)单片400的通孔大小及形状可以根据需要进行改变，从而降低压降，提高传质和传热效率，可使催化蒸馏过程高效顺利地进行，并使产物及时移出反应区，提高催化反应的转化率和选择性。

另外，本实施例还做过以下实验：

数据一：

催化层主要由以下原料制成：硅铝比为60的ZSM-5沸石分子筛、拟薄水铝石、浓硝酸、田菁粉和水，其中，ZSM-5沸石分子筛为100g，拟薄水铝石折合出的氧化铝为100g，田菁粉2g，质量浓度为65％的浓硝酸2g，水80ml。制得的催化层简称为A，其中，分子筛与氧化铝的重量比为50:50。

数据二：

催化层主要由以下原料制成：硅铝比为60的ZSM-5沸石分子筛、拟薄水铝石、浓硝酸、田菁粉和水，其中，ZSM-5沸石分子筛总量为200g，拟薄水铝石折合出的氧化铝总量也为200g，将二者按照表一进行质量分配，得到一系列催化层待用，简称为Ai，分子筛与氧化铝的重量比也参见表一。而其余条件均相同，田菁粉4g，质量浓度为65％的浓硝酸1g，水80ml。

表一催化层中分子筛与载体的比例

数据三：

载体层主要由以下原料制成：拟薄水铝石200g、田菁粉4g、质量浓度为65％的浓硝酸10g和水100ml。制得的载体层简称为B，待用。

数据四：

载体层主要由以下原料制成：高岭土200g和水110ml。制得的载体层简称为C，待用。

数据五：

将A压制成0.5mm的薄皮，并放置于底层；将B压制成0.8mm的薄皮，放置于A层上将A薄皮覆盖，再在B上放置一层A。将此复合层移放至含有波纹、2.0ⅹ2.0mm的孔以及扰流纹路的冲压模具中进行冲压，得到厚度为1.6mm的单片。保持形状，干燥24小时，定型，将多个单片相互平行交叉铺设，利用氧化铝溶胶将每个单片的波纹凸点与其相邻的单片的波纹凹点粘接固定，在750℃下焙烧25h，得到厚度为1.5mm的分子筛-氧化铝-分子筛复合结构的复合型规整填料T1。

数据六：

将A压制成0.5mm的薄皮，并放置于底层；将B压制成0.6mm的薄皮，放置于A层上；再覆盖一层网孔为3.5ⅹ3.5mm的不锈钢丝网，再将B覆盖于不锈钢丝网上；最后再在B上覆盖一层A。将此复合层移放至含有波纹、3.0ⅹ3.0mm的孔以及扰流纹路的冲压模具中进行冲压，得到厚度为2.2mm的单片。保持形状，干燥24h，定型，将多个单片相互平行交叉铺设，利用氧化铝溶胶将每个单片的波纹凸点与其相邻的单片的波纹凹点粘接固定，在750℃下焙烧25h，得到厚度为2.0mm的分子筛-氧化铝-不锈钢-氧化铝-分子筛复合结构的复合型规整填料T2。

数据七：

将A压制成0.4mm的薄皮，并放置于底层；将C压制成1.0mm的薄皮，放置于A层上；再覆盖一层网孔为3.5ⅹ3.5mm的不锈钢丝网，再将C覆盖于不锈钢丝网上；最后再在C上覆盖一层A。将此复合层移放至含有波纹、3.0ⅹ3.0mm的孔以及扰流纹路的冲压模具中进行冲压，得到厚度为2.5mm的单片。保持形状，干燥24h，定型，将多个单片相互平行交叉铺设，利用水玻璃将每个单片的波纹凸点与其相邻的单片的波纹凹点粘接固定，在750℃下焙烧25h，得到厚度为2.3mm分子筛-高岭土-不锈钢-高岭土-分子筛复合结构的复合型规整填料T3。

数据八：

将A压制成0.75mm的薄皮，并放置于底层；将C压制成1.0mm的薄皮，放置于A层上；再覆盖一层网孔为5.5ⅹ5.5mm的不锈钢丝网，再将C覆盖于不锈钢丝网上；最后再在C上覆盖一层A。将此复合层移放至含有波纹、5ⅹ5mm的孔以及扰流纹路的冲压模具中进行冲压，得到厚度为3.2mm的单片。保持形状，干燥24h，定型，将多个单片相互平行交叉铺设，利用水玻璃将每个单片的波纹凸点与其相邻的单片的波纹凹点粘接固定，在750℃下焙烧25h，冷却，得到厚度为3.0mm分子筛-高岭土-不锈钢-高岭土-分子筛复合结构的复合型规整填料T4。

数据九：

将A压制成0.5mm的薄皮，并放置于底层；将B压制成0.5mm的薄皮，放置于A层上将A薄皮覆盖，再在B上放置一层A。将此复合层移放至含有波纹、2.0ⅹ2.0mm的孔以及扰流纹路的冲压模具中进行冲压，得到厚度为1.2mm的单片。保持形状，干燥24h，定型，将多个单片相互平行交叉铺设，利用氧化铝溶胶将每个单片的波纹凸点与其相邻的单片的波纹凹点粘接固定，在750℃下焙烧25h，得到厚度为1.1mm分子筛-氧化铝-分子筛复合结构的复合型规整填料T5。

以上数据得到的复合型规整填料的性质如表二，其中，对比样选用江西萍乡中兴填料有限公司生产的规整填料：

表二复合型规整填料性质

综上所述，本发明实施例制得的复合型规整填料比现有技术中的复合型规整填料的综合性能更好，实用性更高。

另外，将本发明其它实施例提供的复合型规整填料进行试验，均能取得上述效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种复合型规整填料，其特征在于，包括多个单片，所述多个单片层叠连接，每个所述单片为至少包括一层催化层的复合层结构；

所述单片包括依次叠加的所述催化层、载体层、所述催化层；

所述载体层主要包括骨料，所述骨料为氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化锌、高岭土中的一种或多种；

所述催化层主要由以下原料制成：分子筛和含氧化物的物料，其中，所述分子筛占比为20～80wt％，所述分子筛为沸石分子筛和/或沸石分子筛的改性物；

所述物料中氧化物含量为20～80wt％，所述氧化物为氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化锌中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的复合型规整填料，其特征在于，所述载体层还包括扩孔剂。

3.根据权利要求2所述的复合型规整填料，其特征在于，所述扩孔剂为田菁粉、碳粉、粒径为0.5～500μm的泡沫塑料微球、聚丙烯酰胺、pH为10～11的碳酸氢铵溶液、均三甲苯、淀粉中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的复合型规整填料，其特征在于，所述单片中，在所述载体层和其中一个所述催化层之间还依次叠合有一层不锈钢层和一层所述载体层。

5.根据权利要求1所述的复合型规整填料，其特征在于，所述单片为水平波纹型的单片，每个所述单片的波纹凸点与其相邻的单片的波纹凹点粘结。

6.根据权利要求5所述的复合型规整填料，其特征在于，所述粘结是通过铝溶胶、硅溶胶、水玻璃中的一种或多种原料粘结。

7.根据权利要求6所述的复合型规整填料，其特征在于，所述水平波纹的波纹倾角为30°或45°。

8.根据权利要求1所述的复合型规整填料，其特征在于，所述物料为拟薄水铝石；所述分子筛为ZSM-5、β分子筛、ZSM-22、MCM-45、SAPO-34、丝光分子筛、Y分子筛中的一种或多种。

9.根据权利要求1或5所述的复合型规整填料，其特征在于，每个所述单片均设有贯穿其两面的多个通孔。

10.根据权利要求1所述的复合型规整填料，其特征在于，所述催化层的厚度为0.3～0.75mm。

11.根据权利要求1所述的复合型规整填料，其特征在于，每个所述单片的表面均设有用于扰流的纹路，并且每个所述单片均设有增大所述单片比表面积的凸起和/或凹槽。

12.一种权利要求1所述复合型规整填料的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

按照所述催化层的配方，将所述分子筛和所述物料混合，然后在1～45℃下混捏2～100h，再压制成片层，制得催化层，之后用所述催化层和所述载体层组装成所述单片；

将多个所述单片粘接，在600～900℃下焙烧6～48h，制得复合型规整填料。