[发明专利]催化剂颗粒形状

说明书

提供了一种催化系统，其包括管式反应器和位于管式反应器内的至少一个催化剂颗粒。催化剂颗粒具有促进管式反应器的传热的特定几何形状。还提供了某些特定的催化剂颗粒。

技术领域

提供了一种催化系统，其包括管式反应器和位于管式反应器内的至少一个催化剂颗粒。催化剂颗粒具有用于促进管式反应器的传热的特定几何形状(form，形式)。还提供了某些特定的催化剂颗粒。

背景技术

含有催化颗粒的管式反应器用于许多工业化学工艺，包括蒸汽重整(reforming，转化)。此类管式反应器有效运行的关键参数包括例如：催化颗粒在反应器中的填塞(packing，压紧)、通过反应器的材料传递效率、以及在具有吸热反应的工艺(例如蒸汽重整)中从管式反应器表面到催化剂颗粒的传热和在具有放热反应的工艺(例如甲醇合成或选择性氧化)中从催化剂颗粒到管式反应器表面的传热。

本技术涉及催化反应器，其中传热是决定整体性能的重要部分，如强烈吸热反应或放热反应所见。就其本质而言，对于吸热反应来说在高温下这些反应的产物最大化，而对于放热反应来说在低温下这些反应的产物最大化，这意味着有效的传热对整个工艺性能至关重要。

某些技术(例如WO2004/014549)专注于通过使用催化颗粒的直径与高度之间的特定比率来提高化学工艺的效力。其他技术(例如US7799730)在催化剂本体中包括凹槽，而其他技术(例如US3911070)描述了适合于挤出工艺的某些材料。

此外，催化剂颗粒通常是通过挤出而制造的。这使它们具有沿其长度基本恒定的横截面形状以及基本平坦的端表面。然而，平坦表面的存在可允许催化剂颗粒紧密填塞，并且可能阻塞所述平坦表面处的气流；尤其是在所述平坦端表面包含气体通道的情况下。

含有催化颗粒的管式反应器面临的另一个潜在问题是，催化颗粒可以跨越管式反应器的内部空间形成从一个内表面到另一个内表面的“桥接”。当此类反应器充满颗粒时，这种现象会导致反应器的不良填塞。在具有多个平行(parallel，并行)管式反应器的反应器中，这还会导致多个反应器之间的不均匀流量分配，从而严重影响整体性能。本技术旨在解决上述问题。

发明内容

已经发现，催化颗粒的形状与管式反应器的形状之间的特定关系可以改善从所述反应器的传热。因此，根据所附的权利要求书，本技术涉及一种催化系统，其包括管式反应器和至少一个催化剂颗粒(catalyst particle，催化颗粒)。

此外，根据所附的权利要求书，提供了具有新颖形状的催化颗粒(catalyticparticle)。

附图说明

图1示出了根据本发明第一实施例的催化剂颗粒。

图2是图1的颗粒的具有端面、第一侧壁和第三侧壁的视图的第三角投影(多视图)。

图3示出了根据本发明第一实施例的具有凸形端面的催化剂颗粒。

图4是图3的颗粒的具有端面、第一侧壁和第三侧壁的视图的第三角投影(多视图)。

图5示出了根据本发明第二实施例的具有椭圆形横截面和凸形端面的催化剂颗粒。

图6是图5的颗粒的具有端面、第一侧壁和第三侧壁的视图的第三角投影(多视图)。

图7示出了根据本发明另一实施例的具有“圆弧三角形”横截面的催化剂颗粒。

图8是图7的颗粒的第三角投影(多视图)。

图9示出了本发明的催化系统，其中催化剂颗粒位于管式反应器中。

图10是垂直于轴线A-A截取的图9的管式反应器的示意性横截面图，示出了催化剂颗粒与管式反应器的内表面的关系。

图11是图10的一部分的放大图，示出了抵靠管式反应器的内表面定位的催化剂颗粒。