[发明专利]生产包覆型催化剂的方法及设备

说明书

本发明涉及一种生产包覆型催化剂的方法，该方法包括以下步骤：a)在储存容器中提供含有液体和催化活性材料和/或催化活性材料的前驱体在内的成分，b)在能围绕纵轴线旋转的容器中提供载体材料，c)将成分从储存容器中经由第一管道运送至喷嘴，d)将推进流体经由第二管道运送至喷嘴，e)使喷嘴中的成分和推进流体雾化以生产气溶胶，气溶胶流入到容器中并浸渍容器中存在的载体材料，f)加热容器(1)，使得气溶胶中所存在的液体从载体材料中蒸发，并且使得载有催化活性材料和/或催化活性材料的前驱体的载体材料干燥，以及g)从容器中排出或取出蒸发的液体。本发明还涉及一种使载体材料承载有催化活性材料和/或催化活性材料的前驱体的设备，该设备包括以下元件：A)储存容器，其用于含有液体和催化活性材料和/或催化活性材料的前驱体在内的成分，B)用于载体材料的容器，其能够围绕纵轴线旋转，C)喷嘴，其通向能旋转的容器中，D)第一管道，其布置在储存容器与喷嘴之间并用于将成分从储存容器中运送至喷嘴，以及E)第二管道，其用于将推进流体运送至喷嘴。所述方法及设备允许以平稳且受控的方式将一个或多个活性成分施加于载体材料。

技术领域

本发明涉及一种生产包覆型催化剂的方法及设备。采用本发明，可以执行对各种形状的载体材料的浸渍，并生产使催化活性材料进入到载体中的不同渗透深度的包覆型催化剂。

背景技术

包覆型催化剂及生产它们的各种方法是已知的。

通常，各种形状的催化剂载体被浸渍液相成分，该液相成分富含催化活性材料和/或催化活性材料的前驱体。

在催化剂载体被浸渍液相成分期间，催化活性成分和/或催化活性成分的前驱体不仅到达催化剂载体的表面上，而且还到达载体材料的多孔构造的微细通道中。浸渍方法的一个实例是干法浸渍(“初湿(incipient wetness)”方法)。这里，多孔载体材料浸渍有液相成分，该液相成分仅包含至多与载体材料的全部孔体积对应的液体量。在液相成分进入到载体材料的孔中之后，载体材料显得干燥。

当使用反应物时或当生产反应产物时，对这些反应物或反应产物而言常常不能或几乎不能朝向或远离催化活性成分扩散。在该情况下载体材料的狭窄开孔中的催化活性成分不参与或仅在有限程度上参与到反应中，或者因扩散而引起的在孔中的长时间停留引起不需要的二次反应。因此，期望使昂贵的活性成分尽可能沉积在载体材料的表面上或该表面的附近，广义来说，活性成分的外壳仅由围绕载体材料形成或在载体材料最上层中形成的几个原子层构成，或者活性成分的外壳由形成在载体材料的表面上或表面上层中的活性成分颗粒的独立聚积物构成。

从文献中了解了生产包覆型催化剂的各种方法。在典型喷射浸渍中，例如，如EP 0599 193 A1中所述那样，催化剂载体被放置在搅拌容器中，因搅拌容器的旋转而被混合并以可以使溶液的液相快速蒸发的方式被喷射有浸渍溶液。这样，相对较大批量的包覆型催化剂可以以适当的均匀性进行喷射浸渍。

从EP 2 420 317 A1、EP 0 672 450 A1、DE 28 14 262 A1、DE 197 34 974 A1和DE 197 34 975 A1中了解了将催化活性物质施加于催化剂载体的进一步的方法。

DE 102 33 864 A1公开了一种生产粉末产品的方法及设备，其中，液体活性材料被雾化并施加于载体材料。这里，活性材料与在超大气压下以液体、超临界或气体状态呈现的雾化介质一起以分离的产品流被运送至多流体喷嘴，并且雾化介质随后被减压，而活性材料被非常精细地雾化。雾化活性材料随后被引入到载体材料中。该设备被建议特别是应用于食品技术和制药业。

US 4,858,552 A1描述了一种造粒设备。这里，喷嘴可以用于将多种介质引入到流化床中。不仅液体成分而且气体成分也可以被引入到喷嘴中，以同心地围绕液体流被排出并协助液体的雾化。