專利名稱：螺紋型催化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種催化劑的結(jié)構(gòu)形狀，特別是重油加氫裝置使用的催化劑的結(jié)構(gòu)形狀。
近年來，隨著原油日趨變重和質(zhì)量劣化，以及社會對優(yōu)質(zhì)清潔燃料需求量的增加，重質(zhì)餾分油和渣油的輕質(zhì)化改質(zhì)以成為滿足需求的重要手段。而重質(zhì)餾分油及渣油雜質(zhì)含量高、組分復(fù)雜，特別是鎳、釩等重金屬雜質(zhì)在固定床加氫改質(zhì)的過程中，以金屬化合物的形式沉積于催化劑內(nèi)和顆粒間，造成反應(yīng)系統(tǒng)壓降升高，迫使裝置停車。而目前在重質(zhì)油、渣油加氫裝置中所使用的催化劑一般為球形、圓柱形等，這種催化劑顆粒間的空隙小，易造成裝置的壓差增大。因此，有必要開發(fā)出一種空隙率大，有利于重質(zhì)餾分油和渣油固定床加氫改質(zhì)及金屬化合物沉積所需的催化劑。
US4394303中提出用三葉型或四葉型催化劑作為加氫催化劑(如


圖1)，以利于提高催化劑的空隙率，該形狀催化劑雖然在工業(yè)裝置中應(yīng)用。仍然存在一些問題，如催化劑顆粒在裝入反應(yīng)器過程中在反應(yīng)器內(nèi)所處的位置及角度是隨機(jī)的，眾多的催化劑顆粒在反應(yīng)器內(nèi)也是雜亂無章的，因此，在反應(yīng)器截面上即出現(xiàn)一些催化劑顆粒平行反應(yīng)器軸線，一些催化劑顆粒垂直反應(yīng)器軸線，還有一些催化劑顆粒與反應(yīng)器軸線成一定的角度，這就形成了反應(yīng)器同一截面催化劑顆粒間形成的空隙不一致，即某一區(qū)域催化劑顆粒間空隙大，某一區(qū)域催化劑顆粒間空隙小，因此造成物料在反應(yīng)器內(nèi)分布不均勻，甚至有物料在反應(yīng)器內(nèi)走短路的現(xiàn)象，使得催化劑和有效的反應(yīng)器容積不能被充分利用，致使裝置不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
專利CN2286649Y中提出了一種異型催化劑的設(shè)計(jì)(如圖2)，但其只應(yīng)用于低壓合成甲醇或甲醇制甲醛所需的催化劑，同時仍然沒有克服如上述US4394303中專利存在的缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種空隙率高，在反應(yīng)器任意截面催化劑顆粒間空隙分布都均勻的催化劑的結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型的催化劑的結(jié)構(gòu)形狀以條形催化劑為基本結(jié)構(gòu)，并且表面具有螺紋結(jié)構(gòu)。
上述的催化劑其形狀最好是圓柱形，將其顆粒沿軸線剖面剖開后，該催化劑的螺紋呈三角形，最好是等腰三角形，相臨兩螺紋間的溝槽呈梯形，最好是等腰梯形；該催化劑的螺紋也可以是梯形，最好是等腰梯形，其相臨兩螺紋間的溝槽是三角形，最好是等腰三角形。
該催化劑顆粒實(shí)體直徑為1.0mm-50mm，長度根據(jù)需要可以設(shè)計(jì)為3mm～500mm；相臨兩螺紋間溝槽的深度是顆粒實(shí)體直徑的5.0％-50％，數(shù)量由催化劑的使用要求確定，螺紋數(shù)量一般為每厘米1-10周。
催化劑載體材質(zhì)為耐熱無機(jī)氧化物，可以是各種天然粘土，也可以是人工合成的氧化鋁，或含有其他無機(jī)元素的氧化鋁，將其浸上所需的活性金屬組分即可制成催化劑。
圖1、圖2是現(xiàn)有技術(shù)中催化劑結(jié)構(gòu)形狀示意圖；圖3是本實(shí)用新型催化劑結(jié)構(gòu)形狀示意圖；圖4、圖5、圖6是本實(shí)用新型催化劑堆積方式示意圖。
下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和設(shè)計(jì)方案。
實(shí)施例1和比較例1、2設(shè)計(jì)3.0mm圓柱型催化劑載體(A)，按照專利US4394303設(shè)計(jì)3.0mm三葉草型催化劑載體(B)，按本實(shí)用新型設(shè)計(jì)3.0mm螺紋型催化劑載體(C)，測定催化劑載體的空隙率見表1。
表1催化劑載體的空隙率
可以看出，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的空隙率大。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于1.顆粒間空隙率大，通透性能好。由于顆粒表面所開設(shè)的螺紋與溝槽間的凸凹程度及形狀均不一致，因此，無論催化劑顆粒怎樣放置均能與周邊的催化劑顆粒存在空隙，這些空隙則構(gòu)成整個反應(yīng)器中催化劑顆粒間的空隙，即與其他形狀的催化劑相比，本實(shí)用新型催化劑具有空隙率大，對物流流動阻力小。
2.反應(yīng)器同一截面空隙率分布均勻。由于催化劑裝填的隨機(jī)性，催化劑顆粒在反應(yīng)器中存在的形式有以下幾種情況①催化劑顆粒相互平行(如圖4)；②催化劑顆粒相互垂直(如圖5)；③催化劑顆粒相互成一定角度(如圖6)。而本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的催化劑顆粒表面開設(shè)的螺紋與溝槽間的凸凹程度及形狀均不一致，即當(dāng)螺紋呈三角形時，相臨兩螺紋間的溝槽呈梯形；而當(dāng)螺紋是梯形時，相臨兩螺紋間的溝槽又是三角形，因此，反應(yīng)器同一截面催化劑顆粒間形成的空隙一致，使物料在反應(yīng)器內(nèi)分布均勻。
3.制作簡單，只要改變模具結(jié)構(gòu)即可制成。
4.由于對物流流動阻力小，在高溫加氫反應(yīng)塔中可以高度抑制結(jié)焦反應(yīng)，提高催化劑的催化效果。
5.重量輕，由于在顆粒表面開設(shè)了一定數(shù)量的螺紋溝槽，因此，與相同功能及相同顆度的催化劑相比重量輕，從而減輕了反應(yīng)器的負(fù)荷。
權(quán)利要求1.一種條形催化劑，其特征在于其表面為螺紋結(jié)構(gòu)。
2.按照權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于所述條形催化劑為圓柱體。
3.按照權(quán)利要求書1所述的催化劑，其特征在于條形催化劑沿軸線剖面的螺紋呈三角形或梯形。
4.按照權(quán)利要求3所述的催化劑，其特征在于所述的沿軸線剖面的螺紋呈等腰三角形或等腰梯形。
5.按照權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于所述的催化劑沿軸線剖面相臨兩螺紋間溝槽呈梯形或三角形。
6.按照權(quán)利要求5所述的催化劑，其特征在于所述的催化劑沿軸線剖面相臨兩螺紋間溝槽呈等腰梯形或等腰三角形。
7.按照權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于所述的催化劑直徑為1.0mm-50mm。
8.按照權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于所述的催化劑表面的螺紋間溝槽的深度是催化劑直徑的5％-50％。
9.按照權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于所述的催化劑表面的螺紋數(shù)量為每厘米1-10周。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種具有螺紋型的催化劑,該催化劑由條形顆粒實(shí)體和實(shí)體表面上的螺紋組成。將該催化劑顆粒沿軸線剖面的螺紋呈三角形;相臨兩螺紋間的溝槽呈梯形。該催化劑的螺紋也可以是梯形,其相臨兩螺紋間的溝槽是三角形。該催化劑具有重量輕,顆粒間空隙率大,通透性能好等特點(diǎn),適用于石油化工行業(yè),能夠滿足加氫處理裝置,特別是重油加氫處理裝置所用的催化劑。
文檔編號B01J35/02GK2477269SQ0121124
公開日2002年2月20日 申請日期2001年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月5日
發(fā)明者王永林, 向紹基, 王綱, 孫素華, 陳金湯 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院