專利名稱：內芯式圓柱狀催化劑載體的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于催化劑載體技術領域，具體涉及一種內芯式圓柱狀催化劑載體，適用于制備高活性的加氫催化劑。
背景技術：
目前,工業(yè)上使用的催化劑大致分為負載型和非負載型兩大類。對于負載型催化劑所用的載體通常是以單一物質制備的球狀或圓柱狀載體，有時為了延緩固定床反應器壓降升高，催化劑載體也會設計成各種形狀和大小，如圓柱形、三葉形、四葉形、三角形、橢圓柱形或其他異形體等。除此之外，在現(xiàn)有形狀的載體中，還有不規(guī)則顆粒的活性炭載體，來源和使用都比較方便，但活性炭作為天然的碳載體，受地域和氣候的影響較大，確定活性碳的規(guī)格困難，每批活性炭的性能重復性難保證，催化劑的堆密度小，在苛刻條件下的催化性能不太穩(wěn)定，不同廠家生產的活性炭的比表面積、中孔孔容以及孔結構有較大差異。制備的催化劑表面較粗糙，在裝置運行中易造成催化劑碎裂積炭，降低催化劑活性。 國內外專利對各種形狀和大小的催化劑載體進行了報道。例如，中國專利CN201140071 (用于對苯二甲酸加氫精制的圓柱形催化劑)將顆粒活性炭磨成細粉，添加黏結劑，再經過擠壓或打片成形，制成圓柱形活性炭。這種圓柱形載體具有強度大、不易破碎，活性組分不易流失，表面光滑，阻力較小，傳質傳熱性能和催化活性好等優(yōu)點，但這種載體成型較為困難，相比天然的活性炭載體更易碎裂積炭。美國專利US4394303 (largepore shaped hydroprocessing catalysts)提及一種三葉型催化劑載體的設計，同圓柱型催化劑載體相比，在一定程度上降低了催化劑的直徑，使其抗壓強度得到增強，空隙率有所增加，但未對三葉型催化劑載體的各個葉片形狀及尺寸做具體要求，并不是最佳的三葉型載體的設計方案，有待改進提高。中國專利CN2917777 (圓柱形催化劑載體)公開了一種軸心處設有軸向圓形通孔，圓柱表面上設有多條軸向大半圓形開口槽，圓柱體兩端為凸圓弧形的圓柱形催化劑載體。該形狀的催化劑載體具有良好的易滾動性，與反應物混合裝填均勻，又具有較大的表面積和空隙率，相互之間不產生咬齒現(xiàn)象，使反應物在催化劑床層中的流動阻力減小，降低結焦的可能性，提高了催化劑的反應效率和利用率。中國專利CN2298061 (新型多通道多孔性蜂窩催化劑載體及催化劑)提及一種新型多通道多孔性蜂窩催化劑載體，外形可為圓柱體、多棱體、橢圓形柱體、不規(guī)則形柱體，并在其柱體內設有相互平行的反應通道，另在其上設有蜂窩狀微孔。這種多孔性蜂窩催化劑載體具有更大的幾何外表面積、最大限度降低內擴散效應、反應效率高，可降低催化劑填裝量，降低生產成本。但這類載體催化劑的強度不高，相比實心的催化劑載體更容易破碎。TiO2材料是近年來備受關注的一種新型材料，由于其具有諸多優(yōu)異的性能，可作為許多反應的催化劑或載體，如何制備、應用和開發(fā)TiO2材料已成為國內外科技界研究的熱點之一。美國專利US5387726 (Selective catalytic hydrogenation of aromaticaldehydes)以TiO2作為載體制備了對羧基苯甲醒選擇性加氫的Pd/Ti02催化劑,在反應溫度150 °C、H2分壓I MPa、對羧基苯甲醛的初始濃度1.0%的條件下，反應I h后對羧基苯甲醛的轉化率最高可達99.8%，但該催化劑上對羥甲基苯甲酸的選擇性欠佳。美國專利US5616792 (Catalytic pufifixation of dicarboxylic aromatic acid)將 TiO2 載體經900 1200 °C焙燒，用于制備催化提純和回收二羧基芳香族酸的Pd/Ti02催化劑，降低了粗對苯二甲酸溶液中對羧基苯甲醛的含量，但未提到產物的選擇性情況。中國專利CN1640541 (一種炔烴選擇加氫用以二氧化鈦為載體的擔載鈀催化劑)公開了一種以TiO2為載體的載鈀催化劑，主活性組分Pd的負載量為O. 01 5%，在提高乙炔的低溫反應效果的同時提高了目標產物乙烯的收率，達到95%以上。Xu J等(Catalysis Letters, 2006,107 (1-2) : 5-11)制備了一種順酐選擇性加氫l%Pd/Ti02催化劑，在反應溫度為200 °C、反應壓力為3 MPa的條件下，順酐的轉化率為100%，丁酸的選擇性達到了 62. 9%。然而，現(xiàn)有現(xiàn)有技術的TiO2載體通常為單一 TiO2組分的條狀載體，存在著抗壓強度和比表面積難以兼容的缺點。例如，美國專利US 5484757 (Titania-based catalystcarriers)采用二氧化鈦水合物淤漿作為原料，向漿料中加入膠溶劑HNO3或甲酸以及有機粘結劑淀粉，改變以上物料的混合方法和焙燒溫度，所制備的直徑3. 5 mm、長度I. 5 15 mm的條狀成型物經350 °C焙燒后，其表面積可達178 m2/g，但壓碎強度僅16 N ;若將焙燒溫度提高到950 °C，壓碎強度可提高到191. 7 N，但表面積降到2. 5 m2/g。
發(fā)明內容針對現(xiàn)有技術的TiO2載體存在的抗壓強度和比表面積難以兼容的缺點，本實用新型的目的是提出一種抗壓強度高，比表面積大的內芯式圓柱狀催化劑載體。本實用新型的的技術方案如下本實用新型的催化劑載體是一種由內芯和外環(huán)柱組成的圓柱狀載體，載體的內芯形狀為圓柱體，載體的橫截面形狀為同心不同半徑的圓環(huán)形。載體的內芯部分由TiO2材料組成，載體的外環(huán)柱部分由TiO2-C復合材料組成。上述的催化劑載體的各部分形狀、尺寸為D=I mm 10 mmd=0. 5 mm 9 mmH=I mm 10 mm其中，D為外環(huán)柱部分的外環(huán)直徑，d為內芯部分的直徑，H為載體的高度。上述的催化劑載體的各部分的材料為載體的內芯部分為TiO2材料載體的外環(huán)柱部分為TiO2-C復合材料與現(xiàn)有技術的TiO2載體相比，本實用新型的優(yōu)點是(I)載體外環(huán)柱部分的TiO2-C復合材料的比表面積大。(2)載體內芯部分的TiO2材料的抗壓強度高。(3)載體外環(huán)柱部分的TiO2-C復合材料的空隙率高，傳質傳熱性能和催化活性好。本實用新型的催化劑載體適用于負載鈀、鉬、釕、銠、金、銀等貴金屬，制備高活性的加氫催化劑。

[0020]附圖I為本實用新型實施例結構示意簡圖，附圖2為附圖I中催化劑載體橫截面形狀示意圖。圖中，D為外環(huán)柱部分的外環(huán)直徑，d為內芯部分的直徑，H為載體的高度。載體的內芯部分由TiO2材料組成，載體的外環(huán)柱部分由TiO2-C復合材料組成。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進行進一步的說明實施例I本實施例中的催化劑載體如圖I、圖2所示。載體的本體形狀為圓柱體，載體的橫截面形狀為同心不同半徑的圓環(huán)形。載體的外環(huán)柱部分的外環(huán)直徑D=4 _，載體的內芯部分的直徑d=3 mm,載體的高度H=5 mm。載體的內芯部分由TiO2材料組成,載體的外環(huán)柱部分由TiO2-C復合材料組成。實施例2本實施例中的催化劑載體如圖I、圖2所示。載體的本體形狀為圓柱體，載體的橫截面形狀為同心不同半徑的圓環(huán)形。載體的外環(huán)柱部分的外環(huán)直徑D=I _，載體的內芯部分的直徑d=0.5 mm,載體的高度H=I mm。載體的內芯部分由TiO2材料組成,載體的外環(huán)柱部分由TiO2-C復合材料組成。實施例3本實施例中的催化劑載體如圖I、圖2所示。載體的本體形狀為圓柱體，載體的橫截面形狀為同心不同半徑的圓環(huán)形。載體的外環(huán)柱部分的外環(huán)直徑D=IO _，載體的內芯部分的直徑d=9 mm,載體的高度H=IO mm。載體的內芯部分由TiO2材料組成,載體的外環(huán)柱部分由TiO2-C復合材料組成。實施例4本實施例中的催化劑載體如圖I、圖2所示。載體的本體形狀為圓柱體，載體的橫截面形狀為同心不同半徑的圓環(huán)形。載體的外環(huán)柱部分的外環(huán)直徑D=IO _，載體的內芯部分的直徑d=0.5 mm,載體的高度H=IO mm。載體的內芯部分由TiO2材料組成,載體的外環(huán)柱部分由TiO2-C復合材料組成。實施例5本實施例中的催化劑載體如圖I、圖2所示。載體的本體形狀為圓柱體，載體的橫截面形狀為同心不同半徑的圓環(huán)形。載體的外環(huán)柱部分的外環(huán)直徑D=I _，載體的內芯部分的直徑d=0.5 mm,載體的高度H=IO mm。載體的內芯部分由TiO2材料組成,載體的外環(huán)柱部分由TiO2-C復合材料組成。實施例6本實施例中的催化劑載體如圖I、圖2所示。載體的本體形狀為圓柱體，載體的橫截面形狀為同心不同半徑的圓環(huán)形。載體的外環(huán)柱部分的外環(huán)直徑D=IO _，載體的內芯部分的直徑d=9 mm,載體的高度H=I mm。載體的內芯部分由TiO2材料組成,載體的外環(huán)柱部分由TiO2-C復合材料組成。
權利要求1.內芯式圓柱狀催化劑載體，其特征在于所述的載體是由內芯和外環(huán)柱組成的圓柱體，載體的橫截面形狀為同心不同半徑的圓環(huán)形。
2.根據(jù)權利要求I所述的催化劑載體，其特征在于所述的載體的各部分尺寸為 D=I mm 10 mmd=0. 5 mm 9 mmH=I mm 10 mm其中，D為外環(huán)柱部分的外環(huán)直徑，d為內芯部分的直徑，H為載體的高度。
3.根據(jù)權利要求I所述的催化劑載體，其特征在于所述的載體的內芯部分為TiO2材料，載體的外環(huán)柱部分為TiO2-C復合材料。
專利摘要本實用新型公開了一種內芯式圓柱狀催化劑載體。載體的本體形狀為圓柱體，載體的橫截面形狀為同心不同半徑的圓環(huán)形，載體的內芯部分由TiO2材料組成，載體的外環(huán)柱部分由TiO2-C復合材料組成。與現(xiàn)有技術的催化劑載體相比，本實用新型的載體具有抗壓強度高，比表面積大，空隙率高，傳質傳熱性能和催化活性好等優(yōu)點，適用于負載鈀、鉑、釕、銠、金、銀等貴金屬，制備高活性的加氫催化劑。
文檔編號B01J35/02GK202606161SQ201220253668
公開日2012年12月19日 申請日期2012年5月31日 優(yōu)先權日2012年5月31日
發(fā)明者卞伯同, 王繼元, 堵文斌 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石化揚子石油化工有限公司