[實用新型]催化劑載體

有效

• 申請號: 201320261875.8
• 申請日: 2013-05-14
• 公開（公告）號: CN203227500U
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 馮天
• 申請（專利權）人: 馮天
• 主分類號: B01J32/00
• 分類號: B01J32/00;B01J35/10
• 代理公司: 北京康盛知識產權代理有限公司 11331
• 代理人: 張良

技術領域

本實用新型涉及催化劑領域，具體而言，涉及一種催化劑載體。

背景技術

催化劑載體適用于化工、石油化工與石油煉制工業，尤其適用于作為煉油工業中的加氫脫金屬（HDM）、加氫脫硫（HDS）、加氫脫氮（HDN）以及加氫裂化（HC）等過程的催化劑載體。

在現代化工及煉油工業中需使用催化劑的加工過程占90%以上，其中使用“固定床催化反應器”的過程（使用固體催化劑）又占據主導地位。反應物分子要在催化劑上實現反應，首先要到達催化劑的外表面（稱為外擴散），然后再進入催化劑的孔內（稱為內擴散）。由此可見，擴散過程對催化過程具有舉足輕重之影響。

絕大多數的催化反應要求消除外、內擴散過程之影響，因為催化劑的內孔才是分子的真正反應器。

目前的催化劑載體，采用三葉草形狀、環柱形、或球形。這幾種催化劑載體，現有的外形結構，存在與催化反應要求匹配不夠理想的問題。

實用新型內容

本實用新型旨在提供一種催化劑載體，以解決上述催化劑載體現有的外形結構，存在與催化反應要求不夠理想的問題。

在本實用新型的實施例中，提供了一種催化劑載體，整體為球形；球形表面，沿經線位置交替形成多個凹槽和凸棱；在所述催化劑載體內開設有多個孔。

優選地，所述催化劑載體內每個孔完整獨立互不相通；

或所述催化劑載體內多個孔相互連通，且與外表面相通。

優選地，所述催化劑載體的球形的臨界直徑為1～20mm。

優選地，所述凹槽或凸棱的數量為3～10條。

優選地，所述凸棱的截面邊緣為曲邊梯形或圓弧形。

優選地，所述凸棱的截面邊緣為曲邊梯形；其大小由臨界直徑D、圓心角θ以及棱高h確定；

所述催化劑載體的圓心角θ為10°～72°之間；棱高h為（0.20～0.50）D之間。

優選地，所述凸棱的截面邊緣為圓弧形；其大小由臨界直徑D、圓心角α以及等徑的內切圓直徑d確定；

所述催化劑載體的圓心角θ為30°～120°之間；等徑的內切圓直徑d為（0.20～0.50）D之間。

優選地，所述多個孔的孔徑分布比例為：

小于4nm的小孔數量占總孔數量比例為0～20%，5－100nm的中孔數量占總孔數量比例為5～80%，大于100nm的大孔數量占總孔數量比例為0～60%；

所述多個孔的全部孔容Vp=0.30～2.00ml/g、所述催化劑載體的BET比表面積S＝5～700M2/g。

比起普通的球面形、環柱形及三葉草形催化劑來，本實用新型的具有類似于仙人球形的催化劑載體有以下特點：

1、與球面形催化劑相比。

由于球面上具有若干條經向的凹槽，因此這種仙人球形催化劑載體比球形的具有更大的外表面積，尤其是當它們堆積起來時，除了普通球間的空隙外，無數小溝槽構成的錯綜復雜的網絡，使空隙率進一步提高，使床層阻力進一步下降，使空速之進一步提高成為可能。

2、與三葉草形催化劑相比。

目前市售的三葉草形條狀物催化劑，通常載體長度為3～10mm，由于長短不一，使整體堆積效果不甚理想，容易出現兩種極端狀態：架橋或過密堆積。前者使催化劑床中出現許多大大小小的空洞，使反應物流在催化劑床內出現溝流、短路等；后者使催化劑床的通透性變劣，造成阻力過大。這二者的直接后果是一些催化劑在小負荷下工作，降低了催化劑的使用效率；另一些催化劑在超負荷下運轉，出現過熱，結焦過快、過多等現象，降低了催化劑的使用壽命。

本實用新型的仙人球形催化劑載體，由于是等徑球形，堆積效果自然比三葉草形更為均勻，由于空隙率高，對流體阻力自然更小。從某種視角看來，仙人球形可粗略看作是等長度的多葉草形的改進，其外表面積自然比三葉草形更為豐富，對流體之分散效果也更好，因此，對傳熱、傳質更為有利，可使催化劑發揮出更大的效能，且可獲得更長的壽命預期。

為了盡可能減少架橋現象，實現密相裝填，三葉草形催化劑裝卸時不得不使用專門的機械。即使如此，每次更換催化劑，反應器中催化劑的裝填系數仍很難一致，這將給工藝操作帶來諸多不便。仙人球形催化劑由于是等徑球形堆積，當然很均勻，流動性也好，故裝卸催化劑十分方便，根本不需專門之機械。

3.與環柱形相比。

本實用新型仙人球形催化劑載體，在堆積時，無數球表面小溝槽構成的彎彎曲曲的小通道網絡，猶如眾多小環柱形催化劑亂堆時所產生的效果。因此，本實用新型也具有環柱形外表面積大，阻力小等特點。除此之外，更有環柱形難以相比之優點。