[发明专利]催化剂载体及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂载体，特别是涉及一种用于石油化工反应器中形成气体脉冲的催化剂载体。

背景技术

传统的工业填料或催化剂载体有蜂窝陶瓷填料或催化剂载体，泡沫陶瓷填料或催化剂载体等，具有比重轻、孔隙率高、比表面积大、耐热、蓄热性能好的优点，是目前化工、冶炼、钢铁、有色金属等行业理想的节能填料。蜂窝陶瓷是近十几年来开发的一种结构似蜂窝形状的新型陶瓷产品，由无数相等的孔组成，最大的孔数已达到了每平方厘米20～40，密度每立方厘米4～6克，吸水率最高达20％以上，比其他形状的填料具有更大的比表面积和强度，可使汽液分布更均匀，床层阻力降低，因此在石化、制药和精细化工行业，尤其是在石油催化裂解领域，广泛用于反应塔的填料或催化剂的载体，有良好的热稳定性和抗热冲击性能。现有的蜂窝陶瓷外部形状根据使用条件各有不同，但是陶瓷内部孔的结构基体相同，每个孔内部的直径大小相同，气体在孔中流动时具有相同的流速，因而，气体在反应器或反应塔中直线流动，不能形成环流或脉冲，影响传质和传热效果，进而影响催化反应的速率。

专利公布号为CN102091660，公开日为2011.6.15的发明专利申请，公开一种鸟巢催化剂载体，本体的外形成圆柱形或方体形，本体内腔形成有大小均匀且呈上下平行蜂窝孔，具有大的比表面积和空隙率，大的内通孔径、孔容，因此该催化剂载体中原料油能得到充分的分离吸附和净化过滤。该载体中孔的内径上下大小一致，传质和传热效果有待改进，催化反应的速率有待提高。

专利公布号为CN201871380，公开日为2011.6.22的实用新型专利申请，公开一种表面设有多条轴向圆弧形开口槽的空心齿球形催化剂载体，具有较大的表面积和空隙率，减少了反应物在催化剂床层中的流动阻力，降低了结焦的可能性，提高了催化剂的反应效率和利用率，但是反应气体在催化剂载体中没有形成脉冲流动，进而影响了传质和传热效果，催化反应速率有待提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能提高传质和传热效果，进而提高催化反应速率的催化剂载体及其制备方法和其在化工领域的应用。

为达上述目的，本发明一种催化剂载体，外形为圆饼形，由多个单元孔组成，所述单元孔的结构是：两端为多棱台结构，中间为连续的中空的缩颈，即单元孔的两端由两个多棱台上下连接，并在所述单元孔的中间处形成连续的中空的缩颈。该载体的外形可以说是飞碟形，缩颈也可以说是堰槽。

本发明催化剂载体，其中优选所述多棱台为正棱台。

本发明催化剂载体，其中所述正棱台可以是任意边数的多棱台，优选三棱台、四棱台、五棱台、六棱台或正圆棱台。

本发明催化剂载体，用陶瓷材料制成，所述陶瓷材料含有下列重量份的原料，三水铝石25-35份，高岭土25-35份，贵州土10-20份，滑石5-10份，长石8-12份和碱金属氧化物8-12份，优选三水铝石30份，高岭土30份，贵州土15份，滑石5份，长石10份和碱金属氧化物10份。上述原料均为本领域常用的陶瓷原料，市场有售。其中碱金属氧化物可以是本领域常用的任意的碱金属氧化物，如选自氧化硅、氧化铝、氧化钾、氧化钠、氧化钙、氧化镁、氧化铁和氧化钛中的一种或多种。

本发明催化剂载体的制备方法，包括以下步骤：

(1)将含有下列重量份的原料：三水铝石25-35份，高岭土25-35份，贵州土10-20份，滑石5-10份，长石8-12份和碱金属氧化物8-12份，混合均匀后放入球磨机中球磨4-5小时，加入3-6重量份的聚乙烯醇和5-10重量份的羧甲基纤维素，再球磨4-5小时；

(2)球磨后的浆料过250-300筛，将过滤后的浆料送至喷雾干燥塔中造粒，形成小颗粒状的粉料；

(3)将粉料加入到如权利要求1所述结构的催化剂载体模具中压制成型，形成胚体；

(4)待胚体干燥后经过1280-1320℃高温烧结10～12小时，即得。

上述制备方法中所用的设备为本领域常规设备，属于市售产品。

本发明催化剂载体的应用，将其用于石油化工领域反应器或反应塔中催化剂的载体或化工、冶炼、钢铁、有色金属等行业的填料、催化剂载体、覆盖剂、支撑剂或吸附剂。