CN2298061Y - 新型多通道多孔性蜂窝催化剂载体及催化剂 - Google Patents

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本实用新型涉及一种新型多通道多孔性蜂窝催化剂载体及催化剂,其外形可为圆柱体、多棱体、椭圆形柱体、不规则形柱体;并在其柱体内设有互相平行的反应通道,另在其上还设有蜂窝状微孔;本实用新型的几何外表面积大、可最大限度地降低内扩散效应,从而可提高反应物一次通过催化剂床层的转化率和目的产物的选择性,使催化剂载体及催化剂寿命得以延长;并使填装后的固定床阻力小,从而可减少催化剂的破碎;另其堆密度小可降低填装量使生产成本下降。

Description

新型多通道多孔性蜂窝催化剂载体及催化剂
本实用新型涉及一种新型多通道多孔性蜂窝催化剂载体及催化剂，尤其是用于石油化工、环境保护的所有基质的催化剂载体、所有负载型催化剂和无载体催化剂。
通过气-固相催化反应工艺实现的化工生产所使用的催化剂大体可分为负载型和无载体型两大类。在工业上是将一定形状和大小的催化剂填装于固定床反应器使反应物通过催化剂床层来进行反应物的催化转化。负载型催化剂是以惰性高比表面积物质为原料制成球状或圆柱状或其它异形载体，再负载活性组分；而无载体型催化剂则是以活性物质为原料直接通过造粒而制成圆柱状、球状或其它异形实心体。催化反应都是在催化剂活性表面上进行的，而传统上延用的上述两大类催化剂均是具有微孔结构的实心体，其几何外表面相对很小，催化反应是通过扩散使反应物分子进入催化剂微孔并在其微孔的内表面上实现的。故而，催化反应若为内扩散控制，则反应效率低，目的产物选择性差，相应地实现反应的条件就比较苛刻，比如高温、高压等。另外，使用过程中由于积炭堵塞微孔、使用温度的波动导致的孔结构的变化和比表面降低，这些因素都可使催化剂减活甚而失活。而工业化的多相催化反应，尤其是气-固相催化反应，大部分都是内扩散控制的。
本实用新型的目的是为了提供一种几何外表面积大、可最大限度地降低内扩散效应，从而可提高反应物一次通过催化剂床层的转化率和目的产物的选择性、填装后的固定床阻力小可减少催化剂的破碎、且其堆密度小可降低填装量使生产成本下降、催化剂载体及催化剂寿命长的新型多通道多孔性蜂窝催化剂载体及催化剂。
本实用新型的目的可通过如下措施来实现：
一种新型多通道多孔性蜂窝催化剂载体及催化剂，所述的催化剂载体及催化剂的外形可为圆柱体、多棱体、椭圆形柱体、不规则形柱体；并在其柱体内设有互相平行的反应通道，另在其上还设有蜂窝状微孔。
本实用新型的目的还可通过如下措施来实规：
所述的催化剂载体及催化剂的最佳直径范围为4-16毫米；其最佳轴向长度为3-20毫米；所述的催化剂载体及催化剂内设的反应通道个数为1-280个；所述的反应通道的截面形状可为圆形、四边形、三角形、多边形、椭圆形、曲线形、直线与曲线相联的不规则形。
本实用新型相比现有技术具有如下优点：
1、本实用新型的几何外表面积大；以直径、长度均为5mm的32孔载体为例，在不考虑表面粗糙性形成的几何外表面的前提下，经计算其外表面积为484.0mm2，而相同粒度的实心体的外表面积则只有117.8mm2，显而易见，前者几何外表面积是后者的4.12倍。若再考虑由于相糙表面而形成的几何外表面积，则两者相差会更大；由于其几何外表面积大，因而可使在传统实心催化剂微孔内表面进行的反应大部分地转移到几何外表面，从而降低了内扩散效应，提高了反应物一次通过催化剂床层的转化率和目的产物的选择性。
2、本实用新型催化剂填装的固定床阻力很小，从而避免了传统催化剂由于床层阻力太大而不得不用加压方式而使反应物气体通过床层而增加的催化剂破碎的可能性；以5×5mm 32孔Al2O3载体负载25％氧化物催化剂后装填于150×50mm圆柱形反应器，测得其透气量为同一空反应器透气量的92.5％(10秒钟通气量，空反应器为248毫升；装填后为236毫升)。
3、本实用新型堆密度小，反应效率高，可降低催化剂填装量，使生产成本大大下降。
4、本实用新型由于高的几何外表面积，使大部分在微孔内表面上进行的反应转移到几何外表面上，从而使反应条件更加温和，提高了单程产率和选择性，催化剂寿命得以延长，尤其对内扩散为控速步骤的气-固相催化反应效果更为显著。
本实用新型的具体结构由以下附图给出：
图1是本实用新型的结构示意图：
1-催化剂载体及催化剂    2-反应通道     3-微孔
图2是本实用新型的实施例二的结构示意图
图3是本实用新型的实施例三的结构示意图
图4是本实用新型的实施例四的结构示意图
本实用新型还将结合附图1、2、3、4实施例作进一步详述：
实施例1：
参照图1，一种新型多通道多孔性蜂窝催化剂载体及催化剂，其催化剂载体及催化剂1的外形为圆柱体，其直径为5mm、轴向长度为5mm；并在其柱体内设有互相平行的32个反应通道2，另在其上还设有蜂窝状微孔3；其反应通道2的截面形状为三角形。
实施例2：
参照图2，为六棱柱体催化剂载体及催化剂1，其内的反应通道2的截面形状为六边形。
实施例3：
参照图3，为圆柱体催化剂载体及催化剂1，其内的反应通道2的截面形状为圆形。
实施例4：
参照图4，为圆柱体催化剂载体及催化剂1，其内的反应通道2的截面形状为四边形。

Claims (4)

1、一种新型多通道多孔性蜂窝催化剂载体及催化剂，其特征是所述的催化剂载体及催化剂(1)的外形可为圆柱体、多棱体、椭圆形柱体、不规则形柱体；并在其柱体内设有互相平行的反应通道(2)，另在其上还设有蜂窝状微孔(3)。
2、如权利要求1所述的新型多通道多孔性蜂窝催化剂载体及催化剂，其特征是所述的催化剂载体及催化剂(1)的最佳直径范围为4-16毫米；其最佳轴向长度为3-20毫米。
3、如权利要求1所述的新型多通道多孔性蜂窝催化剂载体及催化剂，其特征是所述的催化剂载体及催化剂(1)内设的反应通道(2)个数为1-280个。
4、如权利要求1、3所述的新型多通道多孔性蜂窝催化剂载体及催化剂，其特征是所述的反应通道(2)的截面形状可为圆形、四边形、三角形、多边形、椭圆形、曲线形、直线与曲线相联的不规则形。
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