[发明专利]一种具有特殊形状的载体、催化剂及其制备

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有特殊形状的载体、催化剂及其制备。

背景技术

随着能源、化工、环保等领域的飞速发展，催化反应得到了越来越广泛的应用，同时，对催化剂的各种性能要求也在不断提高。例如，球形，圆柱形等催化剂由于其制备简单，是应用较为广泛的催化剂。但是，此类催化剂由于外表面较小、反应过程反应物的扩散阻力大，对于一些受扩散控制影响的催化反应，催化剂的利用率大大降低。为此人们设计了中空球形、拉西环形、三叶及四叶条形等具有特殊形状的固体催化剂。此类催化剂外表面明显增加，可明显克服传统的球形，圆柱形催化剂存在的传质性能差的缺陷。但是，对于如中空球形、拉西环形、三叶及四叶条形等具有特殊形状的固体催化剂存在的缺陷是催化剂的抗压碎和耐磨性能差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术提供的具有特殊形状的载体、催化剂存在的抗压碎和耐磨性能好空隙率低、空隙率高而抗压碎和耐磨性能差的缺陷，提供一种新的、抗压碎和耐磨性能好且孔隙率高的具有特殊形状的载体、催化剂及其制备方法。

本发明提供的载体为椭圆球体，所述椭圆球体的长轴a与短轴b的比值为1.05～2.5，在所述椭圆球体上沿长轴a方向开有一个或多个沟槽。

本发明提供的催化剂含有载体和有效量的活性组分，其中，所述载体为本发明提供的载体。

本发明提供载体的制备方法，包括将含有氧化物水合物的原料送入模具中压制成成型物，之后将成型物加热，使氧化物水合物转变成氧化物，其中，所述的模具使经压制的含有氧化物水合物的原料成型物为椭圆球体，该椭圆球体的长轴a与短轴b的比值为1.05～2.5，在所述椭圆球体上沿长轴a方向开有一个或多个沟槽。

本发明提供催化剂的制备方法，包括将有效量活性组分与含有氧化物水合物的原料混合，之后将混合物送入模具中压制成成型物，将成型物加热，使氧化物水合物转变成氧化物，其中，所述的模具使经压制的有效量活性组分与含有氧化物水合物的原料的混合物成型物为椭圆球体，该椭圆球体的长轴a与短轴b的比值为1.05～2.5，在所述椭圆球体上沿长轴a方向开有一个或多个沟槽。

本发明提供的另一种催化剂的制备方法，包括将有效量活性组分引入载体，所述载体按照上述本发明提供的载体的制备方法制备。

与现有技术提供的具有特殊形状的载体或催化剂相比，本发明提供的载体或催化剂不仅具有较高空隙率，同时具有较高的压碎强度和耐磨性能。

例如，本发明提供的载体在保持较好的床层空隙率和压碎强度基础上，其磨损率均≤0.5％。而现有技术提供的多叶形(如三叶形)载体或拉西环载体虽具有较高的床层空隙率，但它们的磨损率均大于1％。而对于常规的球形载体，虽然具有较低的磨损率和较高压碎强度，但其床层空隙率则明显偏低。

附图说明

图1为本发明实施例2的主视图。

图2为本发明实施例2的左视图。

图3为图2的A-A剖面图。

图4为本发明实施例2的过椭圆球体中心且与长轴a正交的剖面图。

具体实施方式

按照本发明所述的载体，其中所述椭圆球体的长轴a与短轴b的比值优选为1.1～2。所述沟槽的数量优选为3～8，进一步优选为4～6。

按照本发明所述的载体，其中对所述沟槽的几何构造没有限制，优选具有矩形、弧形或三角形等横截面结构的沟槽，且沟槽在椭圆球体上的分布为均匀分布。所述沟槽的深度h为沟槽底部至椭圆球体表面最短的直线距离，优选的沟槽深度h为b/8～2b/3，进一步优选为b/6～b/2。

具有如图1、2、3、4所示结构的椭圆球体，为本发明提供的一种载体，其长轴为a，短轴为b。椭圆球体1上沿长轴a方向开有六条沟槽2，沟槽的横截面为具有深度h的弧形结构，沟槽的数量为6。

本发明提供的具有特殊形状的载体颗粒的大小、颗粒的沟槽几何结构、数量、尺寸及它们之间的相应比例，可根据实际需要变化。对于由扩散控制的反应而言，为了减少物料的扩散路程，往往需要催化剂具有尽量小的颗粒尺寸。以椭圆球体长轴a为标准，本发明所述催化剂颗粒的典型尺寸优选长轴a值应为1～10毫米，其中优选长轴a值应为1.5～8毫米。