[發(fā)明專利]一種高表面積的液固反應(yīng)用催化劑

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710213683.2
• 申請日: 2017-04-01
• 公開（公告）號: CN107126975B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 倪玉英
• 申請（專利權(quán)）人: 四川群青新材料科技有限公司
• 主分類號: B01J35/10
• 分類號: B01J35/10;B01J35/08
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本發(fā)明公開了一種高表面積的液固反應(yīng)用催化劑，所述催化劑為球型結(jié)構(gòu)，所述球型結(jié)構(gòu)催化劑上設(shè)有三組圓孔，每組圓孔包括兩個圓孔，所述兩個圓孔的軸心線重合且穿過球心，且所述三組圓孔的軸心線間相互垂直；所述圓孔內(nèi)壁上設(shè)有連續(xù)螺旋凹槽。提供的多相催化劑同時具有較高的比表面積和較強的機械強度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種催化劑，具體涉及一種高表面積的液固反應(yīng)用催化劑。

背景技術(shù)

催化劑成型是將各類粉體、顆粒、溶液或者熔融體原料在一定壓力下、相互聚集、制成具有一定形狀、大小和強度的固體催化劑顆粒的單元操作過程，是催化劑生產(chǎn)中不可缺少的工序，對催化劑機械強度和性能都有一定影響。催化劑通過成型加工，就能根據(jù)催化反應(yīng)及裝置要求，提供適宜形狀、大小及機械強度的顆粒催化劑，并使催化劑充分發(fā)揮所具有的活性及選擇性，也有利于延長催化劑使用壽命。減小流體流動所產(chǎn)生的壓力降，防止發(fā)生溝流，獲得均勻的流體流動。由于液固多相催化反應(yīng)過程是液體反應(yīng)物在固體催化劑表面進行的，反應(yīng)物和產(chǎn)物在催化劑孔中的擴散和在表面上的吸附作用是反應(yīng)的必經(jīng)步驟，液體通過靜止不動的固體催化劑進行反應(yīng)，要求催化劑具有很高的比表面積，才能獲得較高的反應(yīng)活性和良好的導(dǎo)熱性能，現(xiàn)有技術(shù)中往往通過將催化劑設(shè)計為多孔或多種形狀以提高催化劑的比表面積，但催化劑的機械強度較差，反應(yīng)過程中易發(fā)生坍塌而失活；若機械強度較高，則催化劑的孔隙率較小，比表面積較小，反應(yīng)活性較差，且易高溫失活。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中往往通過將催化劑設(shè)計為多孔或多種形狀以提高催化劑的比表面積，但催化劑的機械強度較差，反應(yīng)過程中易發(fā)生坍塌而失活，目的在于提供一種高表面積的液固反應(yīng)用催化劑，同時具有較高的比表面積和較強的機械強度。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種高表面積的液固反應(yīng)用催化劑，所述催化劑為球型結(jié)構(gòu)，所述球型結(jié)構(gòu)催化劑上設(shè)有三組圓孔，每組圓孔包括兩個圓孔，所述兩個圓孔的軸心線重合且穿過球心，且所述三組圓孔的軸心線間相互垂直；所述圓孔內(nèi)壁上設(shè)有連續(xù)螺旋凹槽。

本發(fā)明提供的催化劑以球型作為整體輪廓結(jié)構(gòu)，在球型催化劑上開設(shè)多個圓形深孔，有利于增大催化劑的比表面積；通過將圓孔在球型催化劑上對稱排布，主要有利于分散所受外力作用，增加催化劑的機械強度，且促進催化劑上熱量分布均勻，；通過在圓孔的內(nèi)壁上開設(shè)連續(xù)螺旋向內(nèi)延伸的凹槽，使得相同體積大小的球型催化劑上有更大的比表面積。較大的比表面積不僅能夠促進提升催化劑的催化活性，同時還有利于促進催化劑換熱效率，防止催化劑過早的發(fā)生燒結(jié)而降低使用壽命。

優(yōu)選地，所述三組圓孔的直徑相等，所述圓孔的直徑和球型催化劑的直徑比為1:4，且所述圓孔之間相互不連通。

若球型催化劑上圓孔直徑過小，則無法充分發(fā)揮增大催化劑比表面積的作用；若圓孔直徑過大，則球型催化劑的機械強度會大大降低，催化劑在實際反映過程中易坍塌導(dǎo)致失活。本發(fā)明提供的催化劑圓孔與球型催化劑的直徑比為1:4，且圓孔在延伸入球型催化劑的內(nèi)部端口為未連通狀態(tài)，使催化劑球心處為實體結(jié)構(gòu)，能夠保障催化劑同時具有較高的比表面積和較強的機械強度。

優(yōu)選地，所述圓孔之間通過通孔連通，所述圓孔的直徑與通孔的直徑的比值為4～12。

采用通孔將圓孔之間進行連通，有利于促進進入圓孔內(nèi)的反應(yīng)相進行流通，加速催化反應(yīng)的表觀傳質(zhì)和傳熱效率，從而有利于提升催化活性；且通孔的直徑遠小于圓孔的直徑，用于進一步保障催化劑仍具有較高的機械強度。

優(yōu)選地，所述圓孔的直徑與通孔的直徑的比值為8。

若圓孔的直徑與通孔的直徑比值過小，則不利于反應(yīng)相進入通孔內(nèi)，且會增加生產(chǎn)成本；若圓孔的直徑與通孔的直徑比值過大，則圓形催化劑內(nèi)部更加趨向于中空結(jié)構(gòu)，不利于維持催化劑的機械強度。

優(yōu)選地，所述圓孔的開口處設(shè)有倒圓，所述倒圓的直徑與球型催化劑的直徑比為1～3。