一种异形制氢催化剂的制作方法

xiaoxiao2020-7-22  4

专利名称:一种异形制氢催化剂的制作方法
技术领域
本 实用新型涉及一种异形制氢催化剂,特别涉及的是一种内部开孔且外带沟槽的球形催化剂。
背景技术
目前国内外以烃类为原料的制氢工艺,使用的催化剂外形有环形、车轮形、多孔花板形、多孔球形等。研究证实转化反应速率与催化剂接触表面有密切关系,随着催化剂几何外表面的增加,活性也相应增加。对于环形催化剂来说,减小颗粒直径能增大外表面积,但同时也增加了床层压力降;对于球形等内开孔的催化剂来说,只有增加内部开孔率,才能增大催化剂外表面积,但催化剂的筋、壁都很薄,强度差,催化剂易破碎,碎粒后颗粒尺寸较小,容易促进结焦,从而增大了催化剂床层压降,进而影响反应器正常操作。中国专利CN85201772U公布了一种异型气态蒸汽转化催化剂,该专利分别公布了一种五筋车轮型和一种圆柱型中心有圆孔外带四个大沟槽四个小沟槽的异型催化剂,其中五筋车轮型外表为圆筒形,内由五筋支撑着外圆筒,五筋之间均分成等角度;而圆柱型中心有圆孔外带四个大沟槽四个小沟槽的异型催化剂,各沟槽对称分布。中国专利ZL92218658. 8公开了一种催化剂载体,其特征是催化剂载体的形状是带有通气孔的球体,通气孔实际上是一些穿通球体的通道,各通道之间相互平行。催化剂颗粒装填进反应器过程中,在反应器内堆放位置是随机的,对于上述实用新型所描述的开孔催化剂,只有当开孔孔道与反应器轴线平行时才能发挥催化剂的最大作用。在堆放处于其他任何位置时,其开孔作用将随着开孔孔道轴线与反应器轴线的偏角增大而减弱。当开孔孔道成水平面位置时(即偏角为90°C),开孔催化剂的作用等同于实心催化剂。同时,中国专利CN85201772U公布的外形为圆筒形或圆柱形催化剂,在装填过程中,由于催化剂颗粒在反应器内所堆放角度是随机的,就会造成在反应器同一平面内催化剂颗粒间形成的空隙大小不一,原料通过催化剂床层时出现偏流现象,而中国专利ZL92218658. 8公开的球形催化剂则可克服原料的偏流现象。中国专利ZL95241741. 3公开了一种侧面开孔的催化剂,分别介绍了柱形,椭球形、球形等侧面开孔烃类转化催化剂,其中,柱形之一,其高为16. 5mm,直径为16. 5mm,其上端面、下端面均向外凸起,其凸起圆弧半径为16. 5mm,上、下端面分别通过半径为9mm的两个圆弧面与载体侧面圆弧连接而成一体。五个直径为3. 5mm的轴向气流通孔中的一个置于载体中心,其余四个均匀分布在圆周上,圆周上的轴向气流通孔距中心距离为5mm,载体侧面上有两个直径为3. 5mm的成十字交叉型的且与中心轴向气流通孔相通的两个侧向开孔;柱形之二是载体的高度为12. 7mm,横载面直径为12. 7mm,上下端面向外凸起的圆弧半径为12. 7mm,上下端面与侧面连接时的圆弧面半径为7. 5mm,三个直径为2. 9mm的轴向气流通孔均匀分布在载体的同一圆周上,轴向气流通孔距中心距离为3. 4mm。三个直径为2. 9mm的侧向开孔等距离分布在侧面上且相交;椭球形载体高度为16. 6mm,直径为16. 6mm,上、下端面向外凸起的圆弧半径为16. 6mm,连接上下端面和侧面的圆弧面半径为9mm,轴向气流通孔的直径为3. 4mm,圆周上的轴向气流通孔距中心距离为4. 9mm,侧向两个开孔的直径为3. 4mm ;球形载体在侧面在与轴向气流通孔成a = 60°的方向上有侧向开孔。该专利介绍的异形催化剂虽然气流通孔比较丰富,但孔与孔之间壁薄,孔与孔交叉处空腔较大,催化剂极易从孔交叉处破碎,催化剂一旦破碎,会形成各种形状、各种大小的催化剂颗粒,造成床层空隙不均一和床层压力降的增加。

实用新型内容本实用新型的目的是针对上述催化剂的缺点,提供一种不受催化剂装填角度限制、催化剂床层空隙均一、通透性能好,对物料流动阻力小、强度高的球形催化剂。为了解决以上问题,本实用新型采用如下技术方案 一种异形制氢催化剂;其特征在于,催化剂为球体,所述的球体有3个从表面到内部贯穿的通孔且相互正交于球体中心连通;球体外表面均布多个沟槽,所述的各沟槽全部与其中之一的所述通孔同向,各沟槽两端分别交汇于所述同向通孔的两端口。所述的通孔为圆柱形孔。所述的3个通孔等径。所述的沟槽沿球体外表面等圆周角度均匀分布,所述的沟槽断面为弧形,沟槽与球体外表面有圆角过度。所述的球体在垂直于各沟槽的且通过球心的断面为中心对称的花瓣形。球形催化剂的制备方法如下催化剂材质为耐热无机氧化物,可以是各种天然粘土,也可以是人工合成的氧化铝,或含有其他无机元素的氧化铝,加入水和粘结剂,混合均匀,挤制成型后,经过高温焙烧制成载体,将载体负载金属后制备球形。本实用新型的优点(I)制作简单,只要改变模具结构即可制成;(2)催化剂为球形形状使得催化剂床层空隙均一,且通透性好;(3)由于开设三个相互垂直孔道,且交叉于球体中心,催化剂无论堆积角度如何,其孔道均能发挥通透作用,同时催化剂也具有较好的强度;(4)由于催化剂外表面具有一定的沟槽和催化剂颗粒内部开设的孔道,增大了催化剂的外表面积,提高了催化剂的性能。

图I是本实用新型专利的俯视图;图2是本实用新型专利的剖视图;图3是本实用新型专利的装填状态示意图。图4是本实用新型专利的球体开孔开槽位置示意图。附图标记说明I为球体表面的沟槽,2为球体内部的通孔,3为催化剂球体。
具体实施方式
实施例I[0027]催化剂材质为耐热无机氧化物,可以是各种天然粘土,也可以是人工合成的氧化铝,或含有其他无机元素的氧化铝,加入水和粘结剂,混合均匀,挤制成型后,经过高温焙烧制成载体, 将载体负载金属后制备成直径为IOmm球形。如图I所示,在球形催化剂的球体上开3个从表面到内部贯穿且相互正交于球体中心连通的等径圆柱形等径通孔,孔径为2_。此时催化剂无论堆积角度如何,其孔道均能发挥通透作用,同时催化剂也具有较好的强度;外表面上开有5个沟槽,沟槽槽深为2mm,球体外表面的槽宽为4mm。所有的沟槽均与其中一个通孔同向且在球体外表面等圆周角度均匀分布,各沟槽两端分别交汇于所述同向通孔的两端口。沟槽断面为弧形,沟槽与球体外表面有圆角过度。如图2所示,球体在垂直于各沟槽的且通过球心的断面为中心对称的花瓣形。如图3所示,球体断面花瓣形的凸起部分与凹下部分相吻合。堆放时,大部分催化剂之间可自然形成互嵌,提高了通透性。由于催化剂外表面具有一定的沟槽和催化剂颗粒内部开设的孔道,增大了催化剂的外表面积,提高了催化剂的性能。实施例2如实施例I的方法将催化剂材质经过高温焙烧制成载体,将载体负载金属后制备成直径为5mm球形。后续加工方式与实施例I类似,不同的在于3个通孔的孔径均为1_,在球形催化剂的外表面上开有3个沟槽,槽深为0. 5mm,球体外表面的槽宽为1mm。实施例3如实施例I的方法将催化剂材质经过高温焙烧制成载体,将载体负载金属后制备成直径为25mm球形。后续加工方式与实施例I类似,不同的在于3个通孔的孔径均为2_,在球形催化剂的外表面上开有10个沟槽,槽深为2mm,球体外表面的槽宽为4mm,开槽的方向及排列参见图4。实施例4如实施例I的方法将催化剂材质经过高温焙烧制成载体,将载体负载金属后制备成直径为25mm球形。后续加工方式与实施例I类似,不同的在于3个通孔的孔径均为5_,在球形催化剂的外表面上开有3个沟槽,槽深为7. 5mm,球体外表面的槽宽为15mm。
权利要求1.ー种异形制氢催化剂;其特征在于,催化剂为球体,所述的球体有3个从表面到内部贯穿的通孔且相互正交于球体中心连通;球体外表面均布多个沟槽,所述的各沟槽全部与其中之一的所述通孔同向,各沟槽两端分别交汇于所述同向通孔的两端ロ。
2.如权利要求I所述的异形制氢催化剂,其特征在于,所述的通孔为圆柱形孔。
3.如权利要求I所述的异形制氢催化剂,其特征在于,所述的3个通孔等径。
4.如权利要求I所述的异形制氢催化剂,其特征在于,所述的沟槽沿球体外表面等圆周角度均匀分布,所述的沟槽断面为弧形,沟槽与球体外表面有圆角过度。
专利摘要本实用新型公开了一种异形制氢催化剂,其特征在于,催化剂为球体,所述的球体有3个从表面到内部贯穿的通孔且相互正交于球体中心连通;球体外表面均布沟槽,所述的各沟槽全部与其中之一的所述通孔同向,各沟槽两端分别交汇于所述同向通孔的两端口。沟槽沿球体外表面等圆周角度均匀分布,断面为弧形,沟槽与球体外表面有圆角过度。所述的球体在垂直于各沟槽的且通过球心的断面为中心对称的花瓣形。本实用新型产品的异形制氢催化剂,不受催化剂装填角度限制、催化剂床层空隙均一、通透性能好,对物料流动阻力小、强度高。
文档编号B01J35/08GK202410684SQ20112056333
公开日2012年9月5日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者刘永善, 安春良, 崔广兴, 王权, 谢锋 申请人:山东公泉化工股份有限公司

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