乙苯脱氢催化剂制备用捏合机功率研究.pdf

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1、第41卷第1期化工机械39乙苯脱氢催化剂制备用捏合机功率研究高豪木1郑新1王平1秦云龙2(1．中国石化催化剂有限公司上海分公司；2．天华化工机械及自动化研究设计院有限公司)摘要针对目前乙苯脱氢催化剂捏合制备过程缺乏直接、有效的表征方法的问题，通过分析捏合过程功率曲线，考察捏合功率与催化剂产品机械强度的关联性。研究结果表明：功率曲线能直观反映捏合过程，单位物料接收的功越高，制备的催化剂其机械强度也越高，可以采用功率曲线和单位功作为直接有效地表征捏合效果的分析方法。关键词乙苯脱氢催化剂捏合功率曲线机械强度中图分类号TQ0

2、51．7文献标识码A文章编号0254-6094(2014)01-0039-06苯乙烯是重要的有机化工原料，主要用于生产聚苯乙烯、工程塑料及不饱和树脂等。近20年来，苯乙烯的需求量增长较快，年平均增长率高达6％，苯乙烯供不应求的现状将持续很长时间¨。，目前，苯乙烯生产工艺的85％以上都采用乙苯催化脱氢工艺心。，这给乙苯脱氢制苯乙烯催化剂的发展带来巨大的潜力和前景。国内外针对该催化剂的性能开展了大量的研究工作，使其催化活性、选择性、使用寿命以及侧压强度等主要性能得到不断地提高¨。。乙苯脱氢催化剂生产工艺中捏合过程对催化剂

3、的强度影响很大，该催化剂生产原料较为特殊，对捏合设备要求非常高。在以往的生产过程中，由于没有直接有效地表征和评价捏合效果的方法，捏合操作带有很大的经验性，无法准确有效地判断捏合效果的好坏。王涛等在乙苯脱氢催化剂成型工艺的研究中虽然提到了不同捏合方式对催化剂性能的影响，但没有关于直接表征捏合效果方法的研究。41；易朋兴等提出了分散混合特性等捏合机混合性能的评价指标，但并未涉及捏合性能的评价方法’5。。笔者从捏合过程功率变化出发，将变频器输给电机的即时功率记录下来，通过分析乙苯脱氢催化剂捏合制备过程的功率曲线，考察捏合功

4、率与催化剂产品机械强度的关联性，探寻相关规律。{高豪，男，1963年lO月生，工程师。上海市，201507。1实验内容1．1催化剂制备乙苯脱氢催化剂制备过程主要由催化剂成型和催化剂焙烧两个单元组成∞o。将一定配比的氧化铁、碳酸钾、钼酸铵、粘结剂以及扩孔剂等原料在捏合机内混合均匀后再加入溶液进行捏合，制成具有一定粘性且适合挤条的团状物，经挤条成型、干燥后，切成长度5～8mm的圆柱形颗粒，经过焙烧制得乙苯脱氢催化剂成品。为确保实验数据的可对比性，挤条、干燥及焙烧等后续制备工艺条件均保持一致，以免对捏合实验数据分析造成干扰

5、。1．2主要设备和仪器主要实验设备仪器及型号为：电子称ACA．15分析天平JA2100130L捏合机NA．3050L捏合机NA．50单螺杆挤条机DA一50自动电脑干燥箱DHG-9140C电阻炉SX2-10-12强度测试仪ZQJ．II实验选取30L和50L捏合机作为实验对象，这两个卧式捏合设备缸体几何尺寸不同，是现今主流卧式捏合设备，具有绝对的代表意义，通过更化工机械2014焦换不同型式的搅拌桨叶得到不同的实验设备条件。1．3分析方法根据实验过程中电机负载及电流的波动，结合物料在捏合过程中的物性变化，分析其关联性。为了

6、更好的对捏合过程进行监测分析，在实验中引入了功率跟踪手段。在捏合过程中，用记录仪跟踪了每次实验的过程，记录了变频器输给电机的即时功率，这样就可以得到每次实验的功率变化情况和最大功率。采用ZQJ—II型智能颗粒强度仪测试催化剂的机械强度，从而对捏合效果进行分析和评价。具体测试方法是用四分法取40颗待测样品，以测定结果的算术平均值计算样品的强度。强度测量单位为N／5mm。1。4实验条件通过多次的实验制备乙苯脱氢催化剂，得出了一套较为优化的工艺条件：转速50Hz齿轮速比65：32溶液添加量110％标准量捏合时间60min循

7、环水温常温采用以上工艺条件进行30L和50L捏合机捏合实验，在实验捏合机上先后装配了多组具有代表性的搅拌桨叶进行催化剂制备，桨叶型式如图1所示。一～～图1搅拌桨叶外形图2实验结果讨论与分析2．130L捏合机实验在捏合过程中，用记录仪跟踪了每次实验的过程，把变频器输给电机的即时功率记录了下来，得到了不同的实验结果，捏合功率曲线如图2所示。第4l卷第1期化工机械41毒瀑毒<露时问，s参旃蚕<簿章瓣蚕一<婚时间／s时问／s图230L捏合机不同桨叶捏合功率曲线由图2可以看出，在30L捏合机捏合实验中，D和E两种桨叶在捏合过程

8、中输入功率明显高于A、B、c3种桨叶。同时在实验中也观察到D、E桨叶在捏合的过程中，物料能够有效捏合成团，而A、B、C桨叶在整个捏合过程中物料都是粉末状，无法有效成团；而且捏合后制备的催化剂中，D、E桨叶捏合制备的催化剂强度均高于A、B、C桨叶。≥瓣矗<撂时间，s≥婚罨<铎同时可以看出，输入功率越高，桨叶对物料的捏合作用越明显，制备的催化剂强度