[实用新型]一种合成甲醇用催化剂颗粒

说明书

技术领域

本实用新型涉及化工领域中合成甲醇用催化剂颗粒的外形结构，尤其涉及一种在由氢气和一氧化碳、二氧化碳合成甲醇的过程中提高时空收率的催化剂颗粒的外形结构。

背景技术

甲醇作为石油的替代能源，受到国内外研究机构的广泛重视。提高合成甲醇工艺中的效率，降低能耗成为关注的热点。在中低压合成甲醇工艺中，催化剂性能的影响因素非常大。目前工业中由氢气和一氧化碳、二氧化碳合成甲醇使用的催化剂颗粒为实心圆柱型（如图1所示，常用规格为ф5×5mm），其表面积与体积比为1.2。在实际应用中，此传统结构的催化剂时空收率较低，因而合成甲醇的产率受到限制，且能耗较高。

实用新型内容

通过研究发现，催化剂与反应气体的接触面比小是工业催化剂时空收率低的主要原因之一。提高催化剂颗粒的表面积与体积比，增大催化剂与反应气体的接触面可以提高催化剂的时空收率，从而在同等规模的合成甲醇装置上，可以获得更大的产量，达到增产和降低能耗的目的。

因此，本实用新型的发明目的在于：针对上述现有技术合成甲醇用催化剂颗粒存在的时空收率低、影响甲醇产量且能耗较高等问题，提供一种具有新结构的合成甲醇用催化剂颗粒，改变传统实心圆柱体形状的催化剂颗粒的外形，增大催化剂的表面积与体积之比，以提高催化剂的时空收率，从而提高甲醇产量、和降低能耗的目的。

为了实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种合成甲醇用催化剂颗粒，为柱体，具有通孔，使其横截面为环形，并且表面积与体积比为1.5～1.8。通过将传统的实心结构改进为具有通孔的中空结构，可明显增加其表面积与体积比，从而提高催化剂的时空收率，进而提高甲醇产量和降低能耗。

上述合成甲醇用催化剂颗粒的通孔结构，其横截面的外圈及内圈形状，均可为内梅花环形、外梅花环形、圆形、弧形、多边形、或其它任意的不规则形状等，只要能达到表面积与体积比为1.5～1.8即可。

可优选的，上述合成甲醇用催化剂颗粒的横截面外圈形状为内梅花环形、或外梅花环形、或圆形等；其内圈形状也可为内梅花环形、或外梅花环形、或圆形等，综合考虑制备工艺及其模具等因素，可优选为圆形。

催化剂颗粒横截面外圈的外接圆直径统称为外圈直径，用D表示；内圈的外接圆直径统称为内圈直径，用d表示；催化剂颗粒的高度用h表示。

以催化剂颗粒横截面的外圈内圈均为圆形为例，则理论上表面积与体积之比的计算通式为：

取h=4mm,则

=0.5+

由上式可知，D和d取不同值，表面积与体积之比的变化范围很宽，实际生产中，由于催化剂成型工艺和合成甲醇工艺中其他因素（例如粒内反应和扩散作用的匹配等）的影响，上述催化剂颗粒的横截面外圈直径可优选为5～8mm，内圈直径可优选为1.5mm～2.5mm，即可在合成甲醇工艺中明显提高催化剂的时空收率，获得更高的催化剂使用效果。

因此，与现有技术中传统的实心圆柱型催化剂颗粒相比，本实用新型的有益效果是：通过改变传统实心圆柱体形状的催化剂颗粒的外形，可明显增大催化剂的表面积与体积之比，从而提高催化剂的时空收率，进而提高甲醇产量、和降低能耗。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

图1为现有技术中工业常用的实心圆柱型催化剂颗粒结构示意图。

图2为本实用新型横截面为内空心的外梅花环形催化剂颗粒结构示意图，同时作为实施例1的催化剂颗粒结构示意图。

图3为本实用新型横截面为内空心的内梅花环形催化剂颗粒结构示意图，同时作为实施例2的催化剂颗粒结构示意图。

图4为本实用新型横截面为内空心的花瓣不同的外梅花形催化剂颗粒结构示意图，同时作为实施例3的催化剂颗粒结构示意图。

图5为本实用新型横截面为内空心的环形催化剂颗粒结构示意图，同时作为实施例4的催化剂颗粒结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为便于比较，以下各实施例均以相同的制备方法及材料制备合成甲醇用的催化剂颗粒，以保证催化剂的松紧度等相同。

对比例: