[发明专利]催化剂载体及其制备方法

说明书

本发明涉及载体制备领域，公开了一种催化剂载体，该载体含有耐热无机氧化物和分子筛中的至少一种；所述载体内部具有贯通的孔道，所述孔道的横截面积与所述载体的横截面积的比值为0.01‑30：100；该载体的吸水率与BET孔容的差值R不低于0.2mL/g。本发明提供的催化剂载体具有超大孔通道和高强度，将其用于催化剂中，使得催化剂具有高强度，且提高了催化剂活性组分利用率和催化剂活性。

技术领域

本发明涉及载体制备领域，具体涉及一种催化剂载体及其制备方法。

背景技术

催化剂载体又称担体(support)，是负载型催化剂的组成之一。催化活性组分担载在载体表面上，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。多数载体是催化剂工业中的产品，常用的有氧化铝载体、硅胶载体、活性炭载体及某些天然产物如浮石、硅藻土等。

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。催化剂的几何外形和几何尺寸，对流体阻力、气流速度、床层温度梯度分布、浓度梯度分布等都有影响，也与催化剂活性金属的有效利用率，反应过程中的反应热的携带等有关。为了充分发挥催化剂的潜力，应当选择最优的外形和尺寸，这就需要采用最合适的成型和制备方法。

一个工业催化剂的几何外形和几何尺寸的选择，往往需要在多个方面进行平衡，同时要兼顾催化剂的多个特性。为了实现不同的目标，当前开发了很多种形态的催化剂。常见的有球形，常用于流化态的催化剂，或者对催化剂的流动性有特别要求的催化剂。条形，固定床催化剂，在条形的基础上，还进一步发展为圆柱条，三叶形条，四叶形条，其他多叶形条及变形多叶形条。桶形条，即圆柱中带孔的条形，如典型的拉西环，十字环、鲍尔环及阶梯环等。蜂窝载体，即在堇青石或氧化铝基体上，排布规则的孔道，常用于SCR和汽车尾气的处理等。

为了改善催化剂的扩散性能，现有技术公开了一些方法。

CN101134173A提出一种具有特殊形状的载体、催化剂，特殊形状为椭球体，在椭球体上开有一条或多条沟槽，据称由于具有较大的外表面积和良好的传质性能，可广泛用于如重油加工反应中。

CN1859975A公开了一种变形三叶形条形催化剂。

CN105233880A公开了一种内芯式三叶草形催化剂载体及其制备方法和应用。该载体由两层构成，其中外壳为多孔结构材质，内芯为密实结构的材质并且内芯比表面积小于1m²/g，该催化剂压碎强度高，用于费托合成催化剂内扩散效应小。

从催化剂及活性金属利用率上考虑，类似于拉西环或十字环之类的中间带有孔道的催化剂的活性利用率最高，其次为蜂窝载体，其次为条形，其次为球形。但催化剂的强度的顺序基本相反。为了在催化剂利用率和强度间取得平衡，一般采用拉西环和蜂窝担体之类的中空载体或催化剂。采用陶瓷基体，本身强度高，即便中间留空后，整体的强度仍然较高，而本身基体强度不太高的催化剂，考虑球形或者条形，其中条形通过增加条外界面的曲折程度，增加与外界的接触面，在保持强度变化不大的条件下，进一步提高催化剂的活性效率。

另外，为了改善催化剂扩散性能，也有通过添加成型助剂以增加大孔或超大孔的量的方法。

CN1115388C提出一种加氢保护剂及其制备方法，采用炭黑或有机扩孔剂作为扩孔助剂，据称具有更高的催化剂活性、更低的积碳量更好的活性稳定性和更高的强度。

CN103418441B公开了一种加氢精制催化剂，其载体为含炭、纤维素醚和水合氧化铝的成型物。其公开的加氢精制催化剂不仅具有优异的烃油加氢精制性能，同时制备方法简单、生产成本低。

CN101890382B提出一种催化剂制备方法，除了氧化铝材料外，还包含棒状纳米氧化物。其公开的该方法制备的催化剂孔容大、孔径大，孔道贯穿性好，尤其适用于渣油固定床加氢。