内芯式圆柱状催化剂载体制造技术

本实用新型专利技术公开了一种内芯式圆柱状催化剂载体。载体的本体形状为圆柱体，载体的横截面形状为同心不同半径的圆环形，载体的内芯部分由TiO2材料组成，载体的外环柱部分由TiO2-C复合材料组成。与现有技术的催化剂载体相比，本实用新型专利技术的载体具有抗压强度高，比表面积大，空隙率高，传质传热性能和催化活性好等优点，适用于负载钯、铂、钌、铑、金、银等贵金属，制备高活性的加氢催化剂。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于催化剂载体
，具体涉及一种内芯式圆柱状催化剂载体，适用于制备高活性的加氢催化剂。
技术介绍
目前,工业上使用的催化剂大致分为负载型和非负载型两大类。对于负载型催化剂所用的载体通常是以单一物质制备的球状或圆柱状载体，有时为了延缓固定床反应器压降升高，催化剂载体也会设计成各种形状和大小，如圆柱形、三叶形、四叶形、三角形、椭圆柱形或其他异形体等。除此之外，在现有形状的载体中，还有不规则颗粒的活性炭载体，来源和使用都比较方便，但活性炭作为天然的碳载体，受地域和气候的影响较大，确定活性碳的规格困难，每批活性炭的性能重复性难保证，催化剂的堆密度小，在苛刻条件下的催化性能不太稳定，不同厂家生产的活性炭的比表面积、中孔孔容以及孔结构有较大差异。制备的催化剂表面较粗糙，在装置运行中易造成催化剂碎裂积炭，降低催化剂活性。 国内外专利对各种形状和大小的催化剂载体进行了报道。例如，中国专利CN201140071 (用于对苯二甲酸加氢精制的圆柱形催化剂)将颗粒活性炭磨成细粉，添加黏结剂，再经过挤压或打片成形，制成圆柱形活性炭。这种圆柱形载体具有强度大、不易破碎，活性组分不易流失，表面光滑，阻力较小，传质传热性能和催化活性好等优点，但这种载体成型较为困难，相比天然的活性炭载体更易碎裂积炭。美国专利US4394303 (largepore shaped hydroprocessing catalysts)提及一种三叶型催化剂载体的设计，同圆柱型催化剂载体相比，在一定程度上降低了催化剂的直径，使其抗压强度得到增强，空隙率有所增加，但未对三叶型催化剂载体的各个叶片形状及尺寸做具体要求，并不是最佳的三叶型载体的设计方案，有待改进提高。中国专利CN2917777 (圆柱形催化剂载体)公开了一种轴心处设有轴向圆形通孔，圆柱表面上设有多条轴向大半圆形开口槽，圆柱体两端为凸圆弧形的圆柱形催化剂载体。该形状的催化剂载体具有良好的易滚动性，与反应物混合装填均匀，又具有较大的表面积和空隙率，相互之间不产生咬齿现象，使反应物在催化剂床层中的流动阻力减小，降低结焦的可能性，提高了催化剂的反应效率和利用率。中国专利CN2298061 (新型多通道多孔性蜂窝催化剂载体及催化剂)提及一种新型多通道多孔性蜂窝催化剂载体，外形可为圆柱体、多棱体、椭圆形柱体、不规则形柱体，并在其柱体内设有相互平行的反应通道，另在其上设有蜂窝状微孔。这种多孔性蜂窝催化剂载体具有更大的几何外表面积、最大限度降低内扩散效应、反应效率高，可降低催化剂填装量，降低生产成本。但这类载体催化剂的强度不高，相比实心的催化剂载体更容易破碎。TiO2材料是近年来备受关注的一种新型材料，由于其具有诸多优异的性能，可作为许多反应的催化剂或载体，如何制备、应用和开发TiO2材料已成为国内外科技界研究的热点之一。美国专利US5387726 (Selective catalytic hydrogenation of aromaticaldehydes)以TiO2作为载体制备了对羧基苯甲醒选择性加氢的Pd/Ti02催化剂,在反应温度150 °C、H2分压I MPa、对羧基苯甲醛的初始浓度1.0%的条件下，反应I h后对羧基苯甲醛的转化率最高可达99.8%，但该催化剂上对羟甲基苯甲酸的选择性欠佳。美国专利US5616792 (Catalytic pufifixation of dicarboxylic aromatic acid)将 TiO2 载体经900 1200 °C焙烧，用于制备催化提纯和回收二羧基芳香族酸的Pd/Ti02催化剂，降低了粗对苯二甲酸溶液中对羧基苯甲醛的含量，但未提到产物的选择性情况。中国专利CN1640541 (一种炔烃选择加氢用以二氧化钛为载体的担载钯催化剂)公开了一种以TiO2为载体的载钯催化剂，主活性组分Pd的负载量为O. 01 5%，在提高乙炔的低温反应效果的同时提高了目标产物乙烯的收率，达到95%以上。Xu J等(Catalysis Letters, 2006,107 (1-2) : 5-11)制备了一种顺酐选择性加氢l%Pd/Ti02催化剂，在反应温度为200 °C、反应压力为3 MPa的条件下，顺酐的转化率为100%，丁酸的选择性达到了 62. 9%。然而，现有现有技术的TiO2载体通常为单一 TiO2组分的条状载体，存在着抗压强度和比表面积难以兼容的缺点。例如，美国专利US 5484757 (Titania-based catalystcarriers)采用二氧化钛水合物淤浆作为原料，向浆料中加入胶溶剂HNO3或甲酸以及有机粘结剂淀粉，改变以上物料的混合方法和焙烧温度，所制备的直径3. 5 mm、长度I. 5 15 mm的条状成型物经350 °C焙烧后，其表面积可达178 m2/g，但压碎强度仅16 N ;若将焙烧温度提高到950 °C，压碎强度可提高到191. 7 N，但表面积降到2. 5 m2/g。
技术实现思路
针对现有技术的TiO2载体存在的抗压强度和比表面积难以兼容的缺点，本技术的目的是提出一种抗压强度高，比表面积大的内芯式圆柱状催化剂载体。本技术的的技术方案如下本技术的催化剂载体是一种由内芯和外环柱组成的圆柱状载体，载体的内芯形状为圆柱体，载体的横截面形状为同心不同半径的圆环形。载体的内芯部分由TiO2材料组成，载体的外环柱部分由TiO2-C复合材料组成。上述的催化剂载体的各部分形状、尺寸为D=I mm 10 mmd=0. 5 mm 9 mmH=I mm 10 mm其中，D为外环柱部分的外环直径，d为内芯部分的直径，H为载体的高度。上述的催化剂载体的各部分的材料为载体的内芯部分为TiO2材料载体的外环柱部分为TiO2-C复合材料与现有技术的TiO2载体相比，本技术的优点是(I)载体外环柱部分的TiO2-C复合材料的比表面积大。(2)载体内芯部分的TiO2材料的抗压强度高。(3)载体外环柱部分的TiO2-C复合材料的空隙率高，传质传热性能和催化活性好。本技术的催化剂载体适用于负载钯、钼、钌、铑、金、银等贵金属，制备高活性的加氢催化剂。附图说明附图I为本技术实施例结构示意简图，附图2为附图I中催化剂载体横截面形状示意图。图中，D为外环柱部分的外环直径，d为内芯部分的直径，H为载体的高度。载体的内芯部分由TiO2材料组成，载体的外环柱部分由TiO2-C复合材料组成。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术进行进一步的说明实施例I本实施例中的催化剂载体如图I、图2所示。载体的本体形状为圆柱体，载体的横截面形状为同心不同半径的圆环形。载体的外环柱部分的外环直径D=4 _，载体的内芯部分的直径d=3 mm,载体的高度H=5 mm。载体的内芯部分由TiO2材料组成,载体的外环柱部分由TiO2-C复合材料组成。实施例2本实施例中的催化剂载体如图I、图2所示。载体的本体形状为圆柱体，载体的横截面形状为同心不同半径的圆环形。载体的外环柱部分的外环直径D=I _，载体的内芯部分的直径d=0.5 mm,载体的高度H=I mm。载体的内芯部分由TiO2材料组成,载体的外环柱部分由TiO2-C复合材料组成。实施例3本实施例中的催本文档来自技高网...

【技术保护点】
内芯式圆柱状催化剂载体，其特征在于所述的载体是由内芯和外环柱组成的圆柱体，载体的横截面形状为同心不同半径的圆环形。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卞伯同，王继元，堵文斌，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石化扬子石油化工有限公司，
类型：实用新型
国别省市：