CN2477269Y - 螺纹型催化剂 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有螺纹型的催化剂,该催化剂由条形颗粒实体和实体表面上的螺纹组成。将该催化剂颗粒沿轴线剖面的螺纹呈三角形;相临两螺纹间的沟槽呈梯形。该催化剂的螺纹也可以是梯形,其相临两螺纹间的沟槽是三角形。该催化剂具有重量轻,颗粒间空隙率大,通透性能好等特点,适用于石油化工行业,能够满足加氢处理装置,特别是重油加氢处理装置所用的催化剂。

Description

螺纹型催化剂

本实用新型涉及一种催化剂的结构形状，特别是重油加氢装置使用的催化剂的结构形状。

近年来，随着原油日趋变重和质量劣化，以及社会对优质清洁燃料需求量的增加，重质馏分油和渣油的轻质化改质以成为满足需求的重要手段。而重质馏分油及渣油杂质含量高、组分复杂，特别是镍、钒等重金属杂质在固定床加氢改质的过程中，以金属化合物的形式沉积于催化剂内和颗粒间，造成反应系统压降升高，迫使装置停车。而目前在重质油、渣油加氢装置中所使用的催化剂一般为球形、圆柱形等，这种催化剂颗粒间的空隙小，易造成装置的压差增大。因此，有必要开发出一种空隙率大，有利于重质馏分油和渣油固定床加氢改质及金属化合物沉积所需的催化剂。

US4394303中提出用三叶型或四叶型催化剂作为加氢催化剂(如图1)，以利于提高催化剂的空隙率，该形状催化剂虽然在工业装置中应用。仍然存在一些问题，如催化剂颗粒在装入反应器过程中在反应器内所处的位置及角度是随机的，众多的催化剂颗粒在反应器内也是杂乱无章的，因此，在反应器截面上即出现一些催化剂颗粒平行反应器轴线，一些催化剂颗粒垂直反应器轴线，还有一些催化剂颗粒与反应器轴线成一定的角度，这就形成了反应器同一截面催化剂颗粒间形成的空隙不一致，即某一区域催化剂颗粒间空隙大，某一区域催化剂颗粒间空隙小，因此造成物料在反应器内分布不均匀，甚至有物料在反应器内走短路的现象，使得催化剂和有效的反应器容积不能被充分利用，致使装置不能正常运转。

专利CN2286649Y中提出了一种异型催化剂的设计(如图2)，但其只应用于低压合成甲醇或甲醇制甲醛所需的催化剂，同时仍然没有克服如上述US4394303中专利存在的缺点。

本实用新型的目的在于针对现有技术中存在的不足，提供一种空隙率高，在反应器任意截面催化剂颗粒间空隙分布都均匀的催化剂的结构。

本实用新型的催化剂的结构形状以条形催化剂为基本结构，并且表面具有螺纹结构。

上述的催化剂其形状最好是圆柱形，将其颗粒沿轴线剖面剖开后，该催化剂的螺纹呈三角形，最好是等腰三角形，相临两螺纹间的沟槽呈梯形，最好是等腰梯形；该催化剂的螺纹也可以是梯形，最好是等腰梯形，其相临两螺纹间的沟槽是三角形，最好是等腰三角形。

该催化剂颗粒实体直径为1.0mm-50mm，长度根据需要可以设计为3mm～500mm；相临两螺纹间沟槽的深度是颗粒实体直径的5.0％-50％，数量由催化剂的使用要求确定，螺纹数量一般为每厘米1-10周。

催化剂载体材质为耐热无机氧化物，可以是各种天然粘土，也可以是人工合成的氧化铝，或含有其他无机元素的氧化铝，将其浸上所需的活性金属组分即可制成催化剂。

图1、图2是现有技术中催化剂结构形状示意图；

图3是本实用新型催化剂结构形状示意图；

图4、图5、图6是本实用新型催化剂堆积方式示意图。

下面结合实施例进一步说明本实用新型的优点和设计方案。

                 实施例1和比较例1、2

设计3.0mm圆柱型催化剂载体(A)，按照专利US4394303设计3.0mm三叶草型催化剂载体(B)，按本实用新型设计3.0mm螺纹型催化剂载体(C)，测定催化剂载体的空隙率见表1。

      表1：催化剂载体的空隙率

载体	空隙率％(v/v)
		比较例1：A	35
比较例2：B	38
		实施例1：C	43

可以看出，本实用新型所设计的空隙率大。

本实用新型的优点在于：

1.颗粒间空隙率大，通透性能好。由于颗粒表面所开设的螺纹与沟槽间的凸凹程度及形状均不一致，因此，无论催化剂颗粒怎样放置均能与周边的催化剂颗粒存在空隙，这些空隙则构成整个反应器中催化剂颗粒间的空隙，即与其他形状的催化剂相比，本实用新型催化剂具有空隙率大，对物流流动阻力小。

2.反应器同一截面空隙率分布均匀。由于催化剂装填的随机性，催化剂颗粒在反应器中存在的形式有以下几种情况：①催化剂颗粒相互平行(如图4)；②催化剂颗粒相互垂直(如图5)；③催化剂颗粒相互成一定角度(如图6)。而本实用新型所设计的催化剂颗粒表面开设的螺纹与沟槽间的凸凹程度及形状均不一致，即当螺纹呈三角形时，相临两螺纹间的沟槽呈梯形；而当螺纹是梯形时，相临两螺纹间的沟槽又是三角形，因此，反应器同一截面催化剂颗粒间形成的空隙一致，使物料在反应器内分布均匀。

3.制作简单，只要改变模具结构即可制成。

4.由于对物流流动阻力小，在高温加氢反应塔中可以高度抑制结焦反应，提高催化剂的催化效果。

5.重量轻，由于在颗粒表面开设了一定数量的螺纹沟槽，因此，与相同功能及相同颗度的催化剂相比重量轻，从而减轻了反应器的负荷。

Claims (9)

1、一种条形催化剂，其特征在于其表面为螺纹结构。

2、按照权利要求1所述的催化剂，其特征在于所述条形催化剂为圆柱体。

3、按照权利要求书1所述的催化剂，其特征在于条形催化剂沿轴线剖面的螺纹呈三角形或梯形。

4、按照权利要求3所述的催化剂，其特征在于所述的沿轴线剖面的螺纹呈等腰三角形或等腰梯形。

5、按照权利要求1所述的催化剂，其特征在于所述的催化剂沿轴线剖面相临两螺纹间沟槽呈梯形或三角形。

6、按照权利要求5所述的催化剂，其特征在于所述的催化剂沿轴线剖面相临两螺纹间沟槽呈等腰梯形或等腰三角形。

7、按照权利要求1所述的催化剂，其特征在于所述的催化剂直径为1.0mm-50mm。

8、按照权利要求1所述的催化剂，其特征在于所述的催化剂表面的螺纹间沟槽的深度是催化剂直径的5％-50％。

9、按照权利要求1所述的催化剂，其特征在于所述的催化剂表面的螺纹数量为每厘米1-10周。

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