[實用新型]一種四孔雙弧面催化劑

有效

• 申請號: 201520536718.2
• 申請日: 2015-07-23
• 公開（公告）號: CN204973935U
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 王成碩;曾凌云;張丹;何洋;姚輝超;馬磊;穆祥宇;鄭珩;宋鵬飛;張新波;張瑜;劉玉成
• 申請（專利權）人: 中海石油氣電集團有限責任公司;西南化工研究設計院有限公司
• 主分類號: B01J35/10
• 分類號: B01J35/10
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 呂玲

技術領域

本實用新型屬于催化劑領域，涉及煤制天然氣工藝中的甲烷化反應所用的催化劑，具體為一種四孔雙弧面催化劑。

背景技術

目前工業上應用的甲烷化催化劑一般都由載體和活性組分構成。外形多為條形、環形、球形等，這些顆粒形狀各有優缺點，條形的優點是床層空隙率較大，缺點是不容易裝填均勻，易造成氣流分布不均勻，影響反應效率。球形的優點是裝填方便，密實，缺點是床層空隙率小，床層壓力降較大。研究證實:甲烷化反應速率與催化劑接觸表面有密切關系,隨著催化劑幾何外表面的增加,活性也相應增加。減小顆粒直徑能增大外表面積，但同時也增加了床層壓力降，容易導致后續工序操作壓力偏低，增加整個工藝的能耗，而且甲烷化反應是體積縮小的反應，壓力高更有利于反應。對于球形等內開孔的催化劑來說，只有增加內部開孔率，才能增大催化劑外表面積，但催化劑的筋、壁都很薄，強度差，催化劑易破碎，影響使用壽命。

發明內容

本實用新型的發明目的在于針對上述形狀的催化劑優缺點，提供一種外表面積更大、顆粒間流通性更好的催化劑，具體為一種四孔雙弧面催化劑。

本發明目的通過下述技術方案來實現：

一種四孔雙弧面催化劑，其外形為圓柱狀的催化劑，其柱體的兩個底面均為圓弧形，圓柱體內部軸向有四個均勻分布的柱狀孔道，柱狀孔道的橫截面呈圓形，其四個均勻分布的柱狀孔道以四孔雙弧面催化劑橫截面的圓心為中心，呈正方形均勻分布在催化劑的橫截面上。

所述的四個柱狀孔道等徑。四孔雙弧面催化劑的橫截面積為所述孔道橫截面積的8～40倍。

弧面與水平面的夾角為10°～60°

與現有技術相比，本實用新型的有益效果為：

（一）在保證床層空隙率的前提下，增加了催化劑的外表面積，減少了氣流在床層中的阻力，降低床層壓力降，解決了活性和壓力降之間的矛盾，提高催化劑使用效率，降低了工藝能耗。

（二）四孔雙弧面催化劑為顆粒形狀，由于其外表面積更大、顆粒間流通性更好。以φ5的柱狀催化劑為例，同樣尺寸的四孔雙弧面催化劑的外表面積較柱狀催化劑增加30%以上，在裝填量相同的條件下，弧面催化劑的床層壓力降為柱狀催化劑壓力降的90%。

（三）本實用新型所述的催化劑縮短了反應物從外表面各處擴散至實體內部的平均距離，提高了催化劑的反應效率。

（四）本實用新型中所述的催化劑延續了柱狀催化劑的強度高不易破損的優點，與柱狀催化劑強度相同，且裝填簡便。

附圖說明

圖1為本實用新型中所述的四孔雙弧面催化劑的側視結構示意圖；

圖2為本實用新型中所述的四孔雙弧面催化劑俯視結構示意圖；

圖3為本實用新型中所述的四孔雙弧面催化劑剖面結構示意圖；

其中，1——催化劑柱體，2——柱體內部的通孔。

具體實施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書（包括任何附加權利要求、摘要）中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。

實施例1：

催化劑材質為耐熱無機氧化物,可以是各種天然粘土,也可以是人工合成的氧化鋁,或含有其他無機元素的氧化鋁,加入水和粘結劑,混合均勻,壓制成型后,經過高溫焙燒制成載體,將載體負載金屬后制備成直徑為5mm的催化劑顆粒。

四孔雙弧面催化劑，其外形為圓柱狀的催化劑，其柱體的兩個底面均為圓弧形，圓柱體內部軸向有四個均勻分布的柱狀孔道，柱狀孔道的橫截面呈圓形，其四個均勻分布的柱狀孔道以四孔雙弧面催化劑橫截面的圓心為中心，呈正方形均勻分布在催化劑的橫截面上。

所述的四個柱狀孔道等徑。四孔雙弧面催化劑的橫截面積為所述孔道橫截面積的24倍，弧面與水平面的夾角為10°。

如圖2所示，在催化劑顆粒內部有四個貫穿兩個弧面的圓柱形等徑孔道，孔徑1mm。

實施例2：

采用實施例1的方法將催化劑材質經過高溫焙燒制成載體,將載體負載金屬后制備成直徑為8mm的催化劑顆粒。

四孔雙弧面催化劑，其外形為圓柱狀的催化劑，其柱體的兩個底面均為圓弧形，圓柱體內部軸向有四個均勻分布的柱狀孔道，柱狀孔道的橫截面呈圓形，其四個均勻分布的柱狀孔道以四孔雙弧面催化劑橫截面的圓心為中心，呈正方形均勻分布在催化劑的橫截面上。