[实用新型]六瓣花形柱状催化剂载体

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油和化工工业所用催化剂载体设计技术，具体地指一种六瓣花形柱状催化剂载体。

背景技术

目前，工业使用的催化剂大致分为非负载型和负载型两种。对于负载型催化剂来说，催化剂的活性组分担载在催化剂载体上，催化剂载体主要用于支持活性组分，使催化剂具有特定的物理性状，而载体本身一般并不具有催化活性。催化剂载体能使制成的催化剂具有合适的形状、尺寸和机械强度，以符合工业反应器的操作要求。催化剂载体可使活性组分分散在载体表面上，获得较高的比表面积，提高单位质量活性组分的催化效率。催化剂载体还可阻止活性组分在使用过程中烧结，提高催化剂的耐热性。

催化剂的外形是催化剂的重要性能之一，它对催化剂本身的强度、活性起至关重要的作用。同时催化剂的形状对反应过程中的物流分配、传质传热及床层压降等的影响也十分显著。

同样直径的催化剂载体，制备成不同形状可以改变催化剂的外表面的大小与强度以及反应物向颗粒扩散的最大距离。许多催化剂载体的特殊形态都是为了提高催化剂的利用率和对各种具体反应条件的适应性。

常见的三叶草形催化剂载体设计，如专利号CN20229060U的实用新型专利中提出一种三叶草形催化剂颗粒，其横截面由两个等半径的圆和一个同半径的圆弧瓣组成组成。依此设计的三叶草形催化剂载体，为轴对称，外形较为简单，比表面积不足，堆积起来不容易充分发挥作用，也不十分适应流体力学的要求。因此，需要设计一种适用于对催化反应条件、特别是流体力学要求的催化剂载体外形，以适应各种具体反应条件，同时提高催化剂的利用率。

发明内容

本实用新型的目的是针对目前现有催化剂载体设计方案在结构上的不足，提供一种六瓣花形柱状催化剂载体，其设计的外表面积大、轮廓圆滑，可以提高催化剂的传质性能、减小催化剂床层压、降低催化剂和反应物间摩擦，延长催化剂的寿命。

为实现上述目的，本实用新型所设计的六瓣花形柱状催化剂载体，包括挤出呈柱条状的载体颗粒，所述载体颗粒的横截面呈空心六瓣花形，所述空心六瓣花形横截面的外轮廓由沿圆周方向交错均匀布置的三个尺寸相同半径为R的大圆弧瓣和三个尺寸相同半径为R1的小圆弧瓣围合而成，所述空心六瓣花形横截面的内轮廓由开设在其几何中心处的空心孔的环边构成。

进一步地，所述空心六瓣花形横截面中，大圆弧瓣的半径R与小圆弧瓣的半径R1之间的数学关系为：

进一步地，所述空心六瓣花形横截面中，大圆弧瓣的弧度为120°，小圆弧瓣的弧度为180°。

进一步地，所述空心六瓣花形横截面中，以三个边长为R、两两共用一条边、且共有交汇点位于所述几何中心的正六边形为基准，三个半径为R的大圆弧瓣所在的三个大圆正好是三个正六边形的外接圆；以相邻两个正六边形不重叠且距离最近的顶点连线为基准，三个半径为R1的小圆弧瓣所在的小圆的直径正好是对应的顶点连线；三个大圆与三个小圆相交的外侧圆弧段分别形成所述的大圆弧瓣和所述的小圆弧瓣。

进一步地，所述大圆弧瓣的半径R＝0.1～2mm。

进一步地，所述载体颗粒的纵向长度

进一步地，所述空心孔是圆孔或正多边形孔。

进一步地，所述空心孔是以所述几何中心为圆心、且同时外切于所述三个小圆的圆孔，或者是该圆孔的内接或外切正多边形孔。

按照本实用新型的催化剂载体横截面形状设计相应的模具孔板，并配用适当的物料，即可在挤出机上生产出符合要求的催化剂载体。

本实用新型的优点在于：通过大圆弧瓣和小圆弧瓣相交替布置的外围设计，使得催化剂载体表面非常圆滑，大大降低了其与反应物的摩擦，减少局部应力。同时，通过设置在中央的空心孔，增加了该催化剂载体的比表面面积，也进一步增加了反应物的流动性，减小催化剂床层的压力，从而减小催化剂结焦的可能性，保证了催化剂的使用效果和使用寿命。本实用新型特别适合作为沥青、渣油、减压瓦斯油、柴油、煤油、汽油等油品催化反应以及费托合成反应的催化剂。

附图说明

图1为一种六瓣花形柱状催化剂载体的立体结构示意图。

图2为图1所示催化剂载体的横截面放大结构示意图。

图3为图1所示催化剂载体的横截面结构设计示意图。

图4为另一种六瓣花形柱状催化剂载体的横截面放大结构示意图。

图5为第三种六瓣花形柱状催化剂载体的横截面放大结构示意图。

图中：载体颗粒1、小圆弧瓣2、大圆弧瓣3、空心孔4、正六边形5、大圆6、小圆7、顶点连线8。

具体实施方式