CN113426447A - 一种高强度铜硅催化剂成型的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度铜硅催化剂成型的方法，将铜的氧化物和硅的氧化物催化剂前驱体，经过洗涤、烘干，在具有自动调节碾压高度的设备进行碾压增强物料性能，通过碾压时间调节物料的比重，造粒，打片，制得侧压强度均值大于350N/cm、磨耗率小于1%，高强度、不易破碎低阻力降的铜硅催化剂。

Description

一种高强度铜硅催化剂成型的方法
技术领域
本发明涉及一种高强度铜硅催化剂成型的方法，特别是低铜含量二氧化硅催化剂的制备成型，主要用于提高液相加氢、脱氢型催化剂的强度和使用周期。
背景技术
SiO2载体是近年来研究较多的加氢、脱氢催化剂载体。由于SiO2有较大的比表面积，铜原子以细小颗粒分散在其中，使催化剂具有较高的活性 ；同时 ，由于选择在碱性条件下制备，使得载体表面的酸性被中和，提高了催化剂的选择性。以 SiO2为载体的催化剂 ，无论在转化率还是选择性上都具有优良的性能。
环己醇脱氢制环己酮催化剂，2010年以前主要是铜锌铝系催化剂。由于和AL2O3氧化物相比，SiO2比表面积较大且酸性较弱，抑制了环己醇脱水和环己酮二聚脱水等副反应发生。乙二醇（EG)是重要的有机化工原料，在聚酯纤维 、防冻剂、不饱和聚酯树脂、润滑剂、增塑剂、涂料等行业广泛应用。近年来，随着我国聚酯工业的快速发展，乙二醇需求量不断增加，2020年我国已达850多万吨/年产能，而且尚有许多在建项目。草酸二甲酯液相加氢制乙二醇催化剂也是铜硅催化剂，因此铜硅催化剂成为当前代替贵金属和铜锌铝氧化物催化剂研究和关注的重点。
虽然铜硅催化剂优点显著，但是铜硅催化剂存在成型难，强度低、断片多问题；特别是在液相脱氢、加氢过程中，由于长期浸泡在液相而出现强度下降，造成系统阻力上升而无法正常运行，缩短了催化剂寿命和增加企业的成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种高强度铜硅催化剂成型的方法，通过优选的制备工艺技术解决了催化剂强度低和使用过程中会出现强度下降问题，特别是解决低含铜量铜硅催化剂不易成型、强度低、磨耗率高、容易破碎等的问题。
本发明的主要技术方案：高强度铜硅催化剂成型的方法，包括如下步骤：
（1）前驱体的制备；将铜的氧化物和硅的氧化物催化剂前驱体，经过洗涤、烘干，在具有自动调节碾压强度的设备进行碾压，通过碾压时间调节物料的比重；
（2）添加剂的添加：碾压好的物料和润滑剂混合，再加入粘结剂，添加剂与物料形成均匀的混合体进行造粒；
（3）压片：造粒好的物料，通过真空系统自动添加到料仓，控制高速打片机的速度与物流停留时间，调整高速打片机压力和压缩比。
本发明方法方制备的催化剂为6.0-6.5*4.5-6.0mm片剂型，其中铜含量5-30%，侧压强度均值大于350N/cm，磨耗率小于1%，堆比重0.65-0.85g/cm3, 500度煅烧条件下烧失重小于2%。
一般地，所述硅氧化物为二氧化硅或分解后的硅氧化物。
所述前驱体制备过程中，前驱体经洗涤、烘干水份小于2%，调节物料的比重在0.9-1.1g/cm3（湿料）。
所述造粒后物料粒径分布在30目-80目占比大于80%，小于120目占比不大于5%。
所述润滑剂为石墨，石墨粒径D90区间4um-15um，添加的石墨质量分数在0.5-5%。
所述粘结剂为甲基型纤维素，添加量在1-4%。
所述成型片剂在全自动双出料高速打片机的出片速度为40-60万片/小时。
所述压片中，保持料仓物料大于350mm---850mm的高度，模具充填压缩比在2.0-6.0。
所述催化剂侧压强度小于95N/cm的低强度率不大于3%。
本发明方法中，物料可以在具有自动调节碾压高度的设备进行碾压增强物料性能，通过碾压时间调节物料的比重，得到流动性佳的催化剂前驱体。制备好的前驱体加入添加剂，添加剂的添加量以不影响产品的活性和选择性为宜，添加剂与物料形成均匀的混合体进行造粒。
本发明方法中，可以通过市售的GPZTS全自动高速双出料压片机进行压片，制得侧压强度均值大于350N/cm、磨耗率小于1%，高强度、不易破碎低阻力降的铜硅催化剂。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步的描述。
下面实施例提供了高强度铜硅催化剂成型的方法，将含铜量（5-30%）的氧化物和硅的氧化物催化剂前驱体，经过洗涤、烘干，在具有自动调节碾压高度的设备进行碾压增强物料性能。物料添加润滑剂和粘结剂，混合均匀，进行造粒，物料粒径分布在30目-80目占比大于80%，小于120目占比不大于5%。符合条件的活性前驱体通过GPZTS全自动高速双出料压片机自动成型，催化剂为6.0-6.5*4.5-6.0mm片剂型。先调节高速打片机的速度，将清洗后加有润滑油的模具检查，把准备好前驱体物料，通过真空系统自动添加到料仓，保持料仓物料大于350mm---850mm的高度，模具充填压缩比在2.0-6.0。打片过程进行停留时间的测量和强度、堆比重的控制，针对检测数据，调整高速机压力和压缩比，保证片剂数据的合格。
实施例1
200Kg前驱体物料，铜含量为5%测得含水量为1.2%,投加到自动调节辊的碾子里进行碾压，碾压后添加石墨润滑剂5%，粘结剂甲基型纤维素4%。混合后物料进行造粒，干燥后前驱体通过真空上料系统，自动投加到高速打片机料仓，打片速度为40万片/小时，对出片取样检测，测得数据如下。
表1铜硅催化剂数据
Figure 930569DEST_PATH_IMAGE002
实施例2
200Kg前驱体物料，铜含量为10%测得含水量为1.0%,投加到自动调节辊的碾子里进行碾压，碾压后添加石墨润滑剂4%，粘结剂甲基型纤维素3%。混合后物料进行造粒，干燥后前驱体通过真空上料系统，自动投加到高速打片机料仓，打片速度为45万片/小时，对出片取样检测，测得数据如下。
表2铜硅催化剂数据
Figure 316551DEST_PATH_IMAGE004
实施例3
200Kg前驱体物料，铜含量为15%测得含水量为1.3%,投加到自动调节辊的碾子里进行碾压，碾压后添加石墨润滑剂3%，粘结剂甲基型纤维素3%。混合后物料进行造粒，干燥后前驱体通过真空上料系统，自动投加到高速打片机料仓，打片速度为45万片/小时，对出片取样检测，测得数据如下。
表3铜硅催化剂数据
Figure 299550DEST_PATH_IMAGE006
实施例4
200Kg前驱体物料，铜含量为20%测得含水量为1.5%,投加到自动调节辊的碾子里进行碾压，碾压后添加石墨润滑剂2.5%，粘结剂甲基型纤维素3%。混合后物料进行造粒，干燥后前驱体通过真空上料系统，自动投加到高速打片机料仓，打片速度为50万片/小时，对出片取样检测，测得数据如下：
表4铜硅催化剂数据
Figure 163601DEST_PATH_IMAGE008
实施例5
200Kg前驱体物料，铜含量为25%测得含水量为0.8%,投加到自动调节辊的碾子里进行碾压，碾压后添加石墨润滑剂2.0%，粘结剂甲基型纤维素1.5%。混合后物料进行造粒，干燥后前驱体通过真空上料系统，自动投加到高速打片机料仓，打片速度为50万片/小时，对出片取样检测，测得数据如下。
表5铜硅催化剂数据
Figure 696083DEST_PATH_IMAGE010
实施例6
200Kg前驱体物料，铜含量为30%测得含水量为1.8%,投加到自动调节辊的碾子里进行碾压，碾压后添加石墨润滑剂0.6%，粘结剂甲基型纤维素1.0%。混合后物料进行造粒，干燥后前驱体通过真空上料系统，自动投加到高速打片机料仓，打片速度为55万片/小时，对出片取样检测，测得数据如下。
表6铜硅催化剂数据
Figure 987387DEST_PATH_IMAGE012
实施例7
200Kg前驱体物料，铜含量为30%测得含水量为1.9%,投加到自动调节辊的碾子里进行碾压，碾压后添加石墨润滑剂0.5%，粘结剂甲基型纤维素4.0%。混合后物料进行造粒，干燥后前驱体通过真空上料系统，自动投加到高速打片机料仓，打片速度为50万片/小时，对出片取样检测，测得数据如下。
表7铜硅催化剂数据
Figure 519999DEST_PATH_IMAGE014
实施例8
200Kg前驱体物料，铜含量为28%测得含水量为1.9%,投加到自动调节辊的碾子里进行碾压，碾压后添加石墨润滑剂5%，粘结剂甲基型纤维素1.0%。混合后物料进行造粒，干燥后前驱体通过真空上料系统，自动投加到高速打片机料仓，打片速度为50万片/小时，对出片取样检测，测得数据如下。
表8铜硅催化剂数据
Figure 187741DEST_PATH_IMAGE016
实施例9
200Kg前驱体物料，铜含量为30%测得含水量为1.0%,投加到自动调节辊的碾子里进行碾压，碾压后添加石墨润滑剂3%，粘结剂甲基型纤维素1.5%。混合后物料进行造粒，干燥后前驱体通过真空上料系统，自动投加到高速打片机料仓，打片速度为60万片/小时，对出片取样检测，测得数据如下。
表9铜硅催化剂数据
Figure 59882DEST_PATH_IMAGE018
实施例10
200Kg前驱体物料，铜含量为6%测得含水量为1.7%,投加到自动调节辊的碾子里进行碾压，碾压后添加石墨润滑剂5%，粘结剂甲基型纤维素4%。混合后物料进行造粒，干燥后前驱体通过真空上料系统，自动投加到高速打片机料仓，打片速度为60万片/小时，对出片取样检测，测得数据如下。
表10铜硅催化剂数据
Figure 318825DEST_PATH_IMAGE020
上述实例只是仅仅为清楚地说明所作的举例，无法对所实施方案进行穷举。该领域技术人员，在说明的基础上可以做出很多的变化。由权利和因此而引申出来的显而易见变化或变动都处于本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高强度铜硅催化剂成型的方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）前驱体的制备；将铜的氧化物和硅的氧化物催化剂前驱体，经过洗涤、烘干，在具有自动调节碾压高度的设备进行碾压，通过碾压时间调节物料的比重；
（2）添加剂的添加：碾压好的物料和润滑剂混合，再加入粘结剂，添加剂与物料形成均匀的混合体进行造粒；
（3）压片：造粒好的物料，通过真空系统自动添加到料仓，控制高速打片机的速度与物流停留时间，调整高速打片机压力和压缩比。
2.根据权利要求1所述的一种高强度铜硅催化剂成型的方法，其特征在于制备的催化剂为6.0-6.5*4.5-6.0mm片剂型，其中铜含量5-30%，侧压强度均值大于350N/cm，磨耗率小于1%，堆比重0.65-0.85g/cm3, 500度煅烧条件下烧失重小于2%。
3.根据权利要求1所述的一种高强度铜硅催化剂成型的方法，其特征在于硅氧化物为二氧化硅或分解后的硅氧化物。
4.根据权利要求1所述的一种高强度铜硅催化剂成型的方法，其特征在于前驱体制备过程中，前驱体经洗涤、烘干水份小于2%，调节物料的比重在0.9-1.1g/cm3（湿料）。
5.根据权利要求1所述的一种高强度铜硅催化剂成型的方法，其特征在于造粒后物料粒径分布在30目-80目占比大于80%，小于120目占比不大于5%。
6.根据权利要求1所述的一种高强度铜硅催化剂成型的方法，其特征在于润滑剂为石墨，石墨粒径D90区间4um-15um，添加的石墨质量分数在0.5-5%。
7.根据权利要求1所述的一种高强度铜硅催化剂成型的方法，其特征在于粘结剂为甲基型纤维素，添加量在1-4%。
8.根据权利要求1所述的一种高强度铜硅催化剂成型的方法，其特征在于成型片剂在全自动双出料高速打片机的出片速度为40-60万片/小时。
9.根据权利要求1所述的一种高强度铜硅催化剂成型的方法，其特征在于压片中，保持料仓物料大于350mm---850mm的高度，模具充填压缩比在2.0-6.0。
10.根据权利要求1所述的一种高强度铜硅催化剂成型的方法，其特征在于催化剂侧压强度小于95N/cm的低强度率不大于3%。
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