[实用新型]一种四孔双弧面催化剂

说明书

技术领域

本实用新型属于催化剂领域，涉及煤制天然气工艺中的甲烷化反应所用的催化剂，具体为一种四孔双弧面催化剂。

背景技术

目前工业上应用的甲烷化催化剂一般都由载体和活性组分构成。外形多为条形、环形、球形等，这些颗粒形状各有优缺点，条形的优点是床层空隙率较大，缺点是不容易装填均匀，易造成气流分布不均匀，影响反应效率。球形的优点是装填方便，密实，缺点是床层空隙率小，床层压力降较大。研究证实:甲烷化反应速率与催化剂接触表面有密切关系,随着催化剂几何外表面的增加,活性也相应增加。减小颗粒直径能增大外表面积，但同时也增加了床层压力降，容易导致后续工序操作压力偏低，增加整个工艺的能耗，而且甲烷化反应是体积缩小的反应，压力高更有利于反应。对于球形等内开孔的催化剂来说，只有增加内部开孔率，才能增大催化剂外表面积，但催化剂的筋、壁都很薄，强度差，催化剂易破碎，影响使用寿命。

发明内容

本实用新型的发明目的在于针对上述形状的催化剂优缺点，提供一种外表面积更大、颗粒间流通性更好的催化剂，具体为一种四孔双弧面催化剂。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种四孔双弧面催化剂，其外形为圆柱状的催化剂，其柱体的两个底面均为圆弧形，圆柱体内部轴向有四个均匀分布的柱状孔道，柱状孔道的横截面呈圆形，其四个均匀分布的柱状孔道以四孔双弧面催化剂横截面的圆心为中心，呈正方形均匀分布在催化剂的横截面上。

所述的四个柱状孔道等径。四孔双弧面催化剂的横截面积为所述孔道横截面积的8～40倍。

弧面与水平面的夹角为10°～60°

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

（一）在保证床层空隙率的前提下，增加了催化剂的外表面积，减少了气流在床层中的阻力，降低床层压力降，解决了活性和压力降之间的矛盾，提高催化剂使用效率，降低了工艺能耗。

（二）四孔双弧面催化剂为颗粒形状，由于其外表面积更大、颗粒间流通性更好。以φ5的柱状催化剂为例，同样尺寸的四孔双弧面催化剂的外表面积较柱状催化剂增加30%以上，在装填量相同的条件下，弧面催化剂的床层压力降为柱状催化剂压力降的90%。

（三）本实用新型所述的催化剂缩短了反应物从外表面各处扩散至实体内部的平均距离，提高了催化剂的反应效率。

（四）本实用新型中所述的催化剂延续了柱状催化剂的强度高不易破损的优点，与柱状催化剂强度相同，且装填简便。

附图说明

图1为本实用新型中所述的四孔双弧面催化剂的侧视结构示意图；

图2为本实用新型中所述的四孔双弧面催化剂俯视结构示意图；

图3为本实用新型中所述的四孔双弧面催化剂剖面结构示意图；

其中，1——催化剂柱体，2——柱体内部的通孔。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1：

催化剂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,加入水和粘结剂,混合均匀,压制成型后,经过高温焙烧制成载体,将载体负载金属后制备成直径为5mm的催化剂颗粒。

四孔双弧面催化剂，其外形为圆柱状的催化剂，其柱体的两个底面均为圆弧形，圆柱体内部轴向有四个均匀分布的柱状孔道，柱状孔道的横截面呈圆形，其四个均匀分布的柱状孔道以四孔双弧面催化剂横截面的圆心为中心，呈正方形均匀分布在催化剂的横截面上。

所述的四个柱状孔道等径。四孔双弧面催化剂的横截面积为所述孔道横截面积的24倍，弧面与水平面的夹角为10°。

如图2所示，在催化剂颗粒内部有四个贯穿两个弧面的圆柱形等径孔道，孔径1mm。

实施例2：

采用实施例1的方法将催化剂材质经过高温焙烧制成载体,将载体负载金属后制备成直径为8mm的催化剂颗粒。

四孔双弧面催化剂，其外形为圆柱状的催化剂，其柱体的两个底面均为圆弧形，圆柱体内部轴向有四个均匀分布的柱状孔道，柱状孔道的横截面呈圆形，其四个均匀分布的柱状孔道以四孔双弧面催化剂横截面的圆心为中心，呈正方形均匀分布在催化剂的横截面上。