一种费托合成催化剂颗粒制造技术

一种费托合成催化剂颗粒，该催化剂颗粒的径向横截面外轮廓线呈连续的、光滑的三齿齿轮形状。该催化剂颗粒既具有较高的比表面积，又具有较高的机械强度，适用于采用流化床反应器的费托合成制取液态烃类的工艺过程。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种费托合成催化剂颗粒
本技术涉及一种非均相费托合成反应中使用的固体催化剂颗粒，具体涉及一种流化床反应器中进行的费托合成制取液态燃料过程中使用的固体催化剂颗粒。
技术介绍
煤间接液化中的合成技术是由德国科学家Fischer和Tropsch于1923首先发现的并以他们名字的第一字母，即F-T命名的，简称F-T合成或费托合成。依靠间接液化技术，不但可以从煤炭中提炼汽油、柴油、煤油等普通石油制品，而且还可以提炼出航空燃油、 润滑油等闻品质石油制品以及稀经、石腊等多种闻附加值的广品。 F-T合成的主要化学反应生成烷烃nC0+(2n+l)H2= CnH2n+2+nH20 ；生成烯烃nC0+(2n)H2= CnH2n+nH20。流化床反应器工艺是有效利用费托合成反应制取液体燃料的一种典型工艺。该反应器中气体从反应器底部通过分布器进入并通过流化床中的催化剂床层，床层内催化剂颗粒处于湍流状态但整体保持静止不动。湍流状态下，催化剂颗粒之间存在剧烈的磨擦，所以该反应工艺中要求催化剂除了具备高比表面积外，还必须具有高的强度，尤其是耐磨强度。
技术实现思路
本技术中主要解决的技术问题是在提高催化剂颗粒比表面积的同时提高催化剂颗粒的耐磨强度。根据力学原理，减少应力集中的方法是尽量使构件的整体外形实现圆滑过渡。为此，本技术中催化剂颗粒主体的径向横截面的外轮廓线是由多段相切的劣弧首尾相连形成的连续、光滑的齿轮形状。根据高等数学中对光滑曲线判断的法则，由于这样形状的曲线的特征函数具有一阶连续的导数，所以是光滑曲线。也就是说，本技术中催化剂颗粒横截面的外轮廓线是光滑曲线。这样的外轮廓线上具有除了圆形以外的理论上最小的摩擦力和最少的应力集中；而相对于普通圆柱，本技术中催化剂颗粒的这种齿轮状具有更高的比表面积。综上所述，本技术在提高催化剂颗粒比表面积的同时，相对于现有技术中非完全光滑连接的柱面，也显著降低了局部应力，达到了提高催化剂颗粒耐磨强度的效果。本技术的具体的技术方案包括一种三齿齿轮状的固体催化剂颗粒，主体轴向部分为高度为H，催化剂颗粒的径向横截面外轮廓线呈连续的、光滑的三齿齿轮状，且外轮廓线的外接圆半径为R，内切圆半径为r。形成上述催化剂颗粒主体径向横截面的连续光滑的齿轮状外轮廓线的是具有下列特征的曲线段(如图1所示)一组数量为3，半径为β的圆，围绕中心点0，在0°到 360°范围内呈环形阵列；做如下三个圆，即外轮廓线的内切圆(图1中的圆心为0，半径为 r的圆)、及相邻的2个半径为β的圆(如图1中的圆P和圆Q)的外切圆(如图1中的圆S)，得到另一组数量同为3的圆；分别来自这两组的圆，两两之间相外切(如图1中圆P和圆S相外切，圆S和圆Q相外切)，每个圆上形成相应的2个切点(如图1中圆P上的点A 和点B，圆S上的点B和点C)，取这两个切点之间的劣弧，所有的这些劣弧首尾相连构成横截面的这种连续光滑的齿轮状的外轮廓线。上述形成催化剂颗粒特征的各种相关参数尺寸为R = 2 mm 4 mm ;r = O. 8R ；H=1.6R 2R;β = O. 2R0本技术与现有技术相比，外轮廓连续光滑，局部应力小，在提高催化剂颗粒比表面积的同时，更显著提高了催化剂颗粒的耐磨强度。附图说明图1为本技术催化剂颗粒横截面外轮廓线形成示意图。图2为本技术实施例1横截面外轮廓线示意图(同时也是实施例2和实施例 3的横截面外轮廓线示意图)。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与现有技术相比，本技术技术方案的显著进步在于提高了催化剂颗粒的耐磨强度，而耐磨强度可以通过磨损率这个指标来考察。测试样品颗粒的磨损率时采用上海黄海药检仪器有限公司出产的BY-300A型小型包衣机(不锈钢制糖衣锅直径200 mm，糖衣锅倾斜角为35度)。测试时，每种样品随机抽取200颗，放入糖衣锅中，糖衣锅转速控制为60 转/分钟，保持转速I小时后停止，取出颗粒，读数外形结构完整的颗粒个数W，计颗粒磨损率 ω = [(200-ff)/200] Χ100%ο具体实施方式中所涉及的本技术的催化剂颗粒都是根据这些颗粒各自的结构特征，采用同样的材料和设备制备得到的。下面的实施例仅用于详细解释说明本技术，并不以任何方式限制本技术的范围。实施例1本实施例中催化剂颗粒的横截面示意图如图2，具体参数尺寸见表I。催化剂颗粒主体高度H = 4 mm。催化剂颗粒径向横截面外轮廓线的外接圆半径R = 2 mm,内切圆半径 r =1. 6 mm,半径β = O. 4 mm。该催化剂颗粒磨损率ω为8. 5%。实施例2本实施例中催化剂颗粒的横截面示意图如图2，具体参数尺寸见表I。催化剂颗粒主体高度H = 5. 4 mm。催化剂颗粒径向横截面外轮廓线的外接圆半径R = 3 mm,内切 圆半径r = 2.4 mm,半径β =0.6 mm。该催化剂颗粒磨损率ω为8%。实施例3本实施例中催化剂颗粒的横截面示意图如图2，具体参数尺寸见表I。催化剂颗粒主体高度H = 6. 4 mm 径r = 3. 2 mm,半径.表 1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种费托合成催化剂颗粒，其特征在于催化剂颗粒的径向横截面外轮廓线呈连续的、光滑的三齿齿轮形状，且外轮廓线的外接圆半径R为2?mm至4?mm，内切圆半径r为0.8R。

【技术特征摘要】
1.一种费托合成催化剂颗粒，其特征在于催化剂颗粒的径向横截面外轮廓线呈连续的、光滑的三齿齿轮形状，且外轮廓线的外接圆半径R为2 mm至4 mm,内切圆半径r为O.8R02.如权利要求1所述的费托合成催化剂颗粒，其特征在于主体径向横截面的这种连续光滑的齿轮状外轮廓线由具有下列特征的曲线段组成一组数量为3，半径为β的圆，β为O.2R，围绕中心点0，在O度到36...

【专利技术属性】
技术研发人员：王翀，王军，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：实用新型
国别省市：