[发明专利]一种复合型规整填料及其制作方法

说明书

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。

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；