專利名稱：一種異形催化劑顆粒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種異形催化劑顆粒，具體地說是具有外表面積大、擴(kuò)散長(zhǎng)程短、 空隙率高、強(qiáng)度好的異形催化劑顆粒，適合用于煉油、化工、環(huán)保及其它領(lǐng)域的催化反應(yīng)過程。
背景技術(shù)：
在多相催化反應(yīng)中，催化劑幾何形狀和顆粒度是實(shí)施催化加氫反應(yīng)過程很重要的 影響因素之一。它直接涉及到催化劑潛在活性的正常發(fā)揮。一個(gè)幾何形狀和顆粒度理想的 催化劑，將使反應(yīng)體系中的物流分配、傳質(zhì)及傳熱、流體力學(xué)及床層壓力降等更加合理。催化劑的形狀有多種，一般為球形、片狀、條形、環(huán)形、螺旋形、圓柱形、三葉形、四 葉形及齒形等。研究表明，減小催化劑顆粒直徑可以增加催化劑的外表面，而同樣直徑的催化劑， 制備成不同形狀可以改變催化劑的外表面大小。常用的催化劑中，都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，如圓柱形催化劑，強(qiáng)度低，催化劑的表面積 ?。蝗~草形催化劑，如US4394303中提及一種三葉型催化劑的設(shè)計(jì)，雖空隙率有所增加， 但實(shí)際生產(chǎn)中難以控制產(chǎn)品質(zhì)量，容易導(dǎo)致催化劑強(qiáng)度下降，且使用過程中由于催化劑顆 粒之間彼此碰撞而降低磨耗，粉末增加，壓降增大。球形催化劑，如CN200810163567. 5、CN200710010377. 5、CN200710010378. X，球形顆粒易于流動(dòng)，表面積大，利用率高，而且沒有如其它形狀中尖銳粗糙容易被撞碎的邊角， 但空隙率低，容易形成大的壓降。發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種強(qiáng)度高、空隙率大、表面大、壓降 低的異形催化劑顆粒。本實(shí)用新型異形催化劑顆粒為圓柱形兩端結(jié)合半球形的異形催化劑顆粒，即橫截 面為對(duì)稱的半圓形分別連接長(zhǎng)方形，橫截面長(zhǎng)方形的兩個(gè)對(duì)稱短邊分別連接兩個(gè)對(duì)稱的半 圓形。長(zhǎng)方形的兩個(gè)對(duì)稱短邊的長(zhǎng)度，也就是對(duì)稱的半圓形的直徑為d ；長(zhǎng)方形的兩個(gè) 對(duì)稱長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度為L(zhǎng) ；整個(gè)催化劑顆粒全長(zhǎng)(L+d)。其中，尺寸的關(guān)系為L(zhǎng)= Id 10d，優(yōu)選L = 2d 5d。d= Imm 8mm，優(yōu)選3mm 5mm ο為進(jìn)一步增加表面積，提高其空隙率，還可以在此催化劑顆粒上設(shè)置一定的通孔， 如圖2。這種孔不同于催化劑自身內(nèi)部的納米級(jí)微孔。可以在對(duì)稱的半球形內(nèi)設(shè)置圓形孔 或橢圓形孔，也可以在圓柱體上設(shè)置圓形孔或橢圓形孔。孔的個(gè)數(shù)、大小靈活設(shè)置，一般可 以設(shè)置2 5個(gè)，孔的軸線可以在同一平面上，也可以在不同的平面上，如圖2所示的孔，在 對(duì)稱半球形內(nèi)設(shè)置的孔的直徑dl = 0. Id 0. 4d，優(yōu)選dl = 0. 2d 0. 3d ；在圓柱體上設(shè)置的孔的直徑d2 = 0. Id 0. 9d，優(yōu)選0. 4d 0. 6d。本實(shí)用新型異形催化劑顆粒結(jié)合了圓柱形催化劑和球形催化劑的優(yōu)勢(shì)，具有外表 面積大、擴(kuò)散長(zhǎng)程短、擴(kuò)散阻力小、空隙率高、強(qiáng)度好的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，催化劑有更多的空間進(jìn) 行容垢，延長(zhǎng)了催化劑的壽命。適合作為煉油、化工、環(huán)保及其它領(lǐng)域的催化反應(yīng)催化劑。該 催化劑還可以增加空隙率，提高傳質(zhì)性能、減小催化劑床層壓降。
圖1是本實(shí)用新型的一種異形催化劑的橫截面示意圖。圖2是本實(shí)用新型的另一種異形催化劑的橫截面示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行描述。實(shí)施例稱取一定比例的擬薄水鋁石、石墨、水、膠溶劑、助劑等混合。然后根據(jù)圖1制作孔 板或模具，在成型設(shè)備上制成相應(yīng)的形狀，然后干燥，600°C下焙燒8小時(shí)，獲得成品載體。 然后測(cè)定催化劑載體的堆積密度、側(cè)壓強(qiáng)度、空隙率。測(cè)定得到催化劑載體堆積密度0. 60g/ ml，機(jī)械強(qiáng)度> 100N/mm，空隙率43%，表面積180m2/g。因此，本實(shí)用新型提出的催化劑形 狀，具有堆積密度小、機(jī)械強(qiáng)度高、空隙率大的特點(diǎn)。在此載體基礎(chǔ)上，可以采用浸漬、噴浸、共沉淀等方法將活性金屬負(fù)載到載體上， 形成合適的成品催化劑。
權(quán)利要求1.一種異形催化劑顆粒，其特征在于異形催化劑顆粒為圓柱形兩端結(jié)合半球形的異 形催化劑顆粒，即橫截面為對(duì)稱的半圓形分別連接長(zhǎng)方形，橫截面長(zhǎng)方形的兩個(gè)對(duì)稱短邊 分別連接兩個(gè)對(duì)稱的半圓形。
2.按照權(quán)利要求1所述的顆粒，其特征在于長(zhǎng)方形的兩個(gè)對(duì)稱短邊的長(zhǎng)度，即對(duì)稱的 半圓形的直徑為d ；長(zhǎng)方形的兩個(gè)對(duì)稱長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度為L(zhǎng) ；其尺寸關(guān)系為L(zhǎng) = Id 10d，d = Imm 8mm0
3.按照權(quán)利要求2所述的顆粒，其特征在于其尺寸關(guān)系為L(zhǎng)= 2d 5d，d = 3mm 5mm ο
4.按照權(quán)利要求2所述的顆粒，其特征在于在此催化劑顆粒上設(shè)置通孔。
5.按照權(quán)利要求4所述的顆粒，其特征在于在對(duì)稱的半球形內(nèi)設(shè)置圓形孔或橢圓形孔。
6.按照權(quán)利要求4或5所述的顆粒，其特征在于在圓柱體上設(shè)置圓形孔或橢圓形孔。
7.按照權(quán)利要求4所述的顆粒，其特征在于通孔設(shè)置2 5個(gè)。
8.按照權(quán)利要求5所述的顆粒，其特征在于在對(duì)稱半球形內(nèi)設(shè)置的孔的直徑dl= 0. Id 0. 4d。
9.按照權(quán)利要求6所述的顆粒，其特征在于在圓柱體上設(shè)置的孔的直徑d2= 0. Id 0. 9d。
10.按照權(quán)利要求6所述的顆粒，其特征在于在圓柱體上設(shè)置的孔的直徑d2= 0. 4d 0. 6d。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種異形催化劑顆粒。本實(shí)用新型異形催化劑顆粒為圓柱形兩端結(jié)合半球形的異形催化劑顆粒，即橫截面為對(duì)稱的半圓形分別連接長(zhǎng)方形，橫截面長(zhǎng)方形的兩個(gè)對(duì)稱短邊分別連接兩個(gè)對(duì)稱的半圓形。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型異形催化劑顆粒具有外表面積大、擴(kuò)散長(zhǎng)程短、空隙率高、強(qiáng)度好等優(yōu)點(diǎn)，適合用于煉油、化工、環(huán)保及其它領(lǐng)域的催化反應(yīng)過程。
文檔編號(hào)B01J35/02GK201832657SQ201020563688
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月13日
發(fā)明者于曉方, 王玉良, 王繼鋒, 趙光宇 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院