具有規則流體通道的規整催化劑的製作方法
2023-05-08 11:45:16
專利名稱：具有規則流體通道的規整催化劑的製作方法
專利說明
一、技術領域本實用新型屬於催化劑，特別涉及一種固定床催化反應器使用的適用於反應流體的催化劑。
二背景技術：
據了解，現有的固定床催化反應器使用的適用於反應流體的催化劑為散堆型，即催化劑是通過擠壓方法製備成的圓柱形或球形或環形顆粒，使用時將上述顆粒散堆於反應器中，各顆粒之間的空隙形成反應流體流動所需的流體通道。此種催化劑雖然能實現催化、滿足化學反應的催化要求，但卻存在以下缺點1、所形成的流體通道不規則，因而反應流體通過反應床層時的阻力大，致使反應器的生產能力難於提高；2、床層內的流體易出現溝流、返混等現象，導致反應效率降低；3、催化劑顆粒因受壓不均，易破碎、粉化，嚴重影響了使用壽命。
三
發明內容
本實用新型針對現有技術存在的不足，提供一種具有規則流體通道的規整催化劑，以提高反應器的生產能力及催化劑的使用壽命。
本實用新型的技術方案是以符合催化要求的材料為本體，在本體上設置若干截面尺寸無變化或連續變化的反應流體流動所需的流體通道，從而形成具有規則流體通道的規整催化劑。
上述催化劑的本體有兩種結構形式，一種為片狀體，另一種為塊狀體。當本體為片狀體時，流體通道設置在片狀體的兩表面而且為槽式結構；位於本體兩表面的流體通道最好平行排列，以簡化製備工藝降低模具的製作成本；從提高反應效率的角度考慮，兩表面中應使其中一表面的流體通道與反應床軸向的夾角為0～75°，該表面的流體通道與另一表面的流體通道的夾角為0～150°。當本體為塊狀體時，流體通道設置在塊狀體內且同樣為槽式結構；位於塊狀體內的流體通道最好按層分布，各層流體通道由兩組各自平行排列、相互之間的夾角為0～150°的凹槽組成，其中一組凹槽與反應床軸向的夾角為0～75°，這樣就使各層流體通道呈網狀交錯排列或平行排列。
無論本體是片狀體還是塊狀體，流體通道都可以採用V形槽或矩形槽或梯形槽或弧形槽。
本實用新型提供的具有規則流體通道的規整催化劑適用於各種流體的催化反應，當反應流體確定後，只需根據反應流體的特點選用特定的材料即可方便地用模具加工製作成所需的催化劑。
本實用新型與散堆型催化劑相比，具有以下優點和有益效果1、由於該催化劑的本體上分布的流體通道為截面尺寸無變化或連續變化的規則流體通道，因而有效地減小了反應流體通過反應床層時的流體阻力，提高了反應器的生產能力。
2、本體為片狀體或塊狀體的規整催化劑使用時受壓均勻，因而可延長使用壽命。
3、流體通道分布排列方式的優化設計使催化劑反應床層徑向流動流體分布均勻，返混減少，傳熱改善，因而保證了催化劑的高傳質效率。
4、可通過調整流體通道的形狀、尺寸、交錯角度及在反應器中的安放角度來調整催化劑床層的空隙率、壓力降及傳質傳熱性能，因而便於控制催化劑的性能，適用面廣。
四
圖1是根據本實用新型所提出的具有規則流體通道的規整催化劑的一種結構示意圖，本體為片狀體；圖2是根據本實用新型所提出的具有規則流體通道的規整催化劑的第二種結構示意圖，本體為片狀體；圖3是根據本實用新型所提出的具有規則流體通道的規整催化劑的第三種結構示意圖，本體為塊狀體；圖4是圖3的主視圖；圖5是圖3的俯視圖；圖6是圖3的側視圖；圖7是圖4的A-A剖面局部視圖；圖8是圖4的B-B剖面局部視圖；圖9是流體通道為V形槽的形狀示意圖；
圖10是流體通道為矩形槽的形狀示意圖；圖11是流體通道為梯形槽的形狀示意圖；圖12是流體通道為弧形槽的形狀示意圖；圖13是催化劑的組裝安放方式示意圖。
五具體實施方式
實施例1本實施例中的催化劑的形狀和構造如圖1、圖9所示。本體1為片狀體，流體通道2為截面形狀無變化的V形槽；流體通道2設置在本體1的兩表面且平行排列；兩表面中，其正面的流體通道2與反應床軸向的夾角為45°，正面的流體通道2與背面的流體通道2之間的夾角為90°。使用時，首先根據需要將兩片以上的催化劑疊合放置組裝成盤，然後以盤為單位分層放入反應器中，如圖13所示。按上述方式組合放入反應器中的催化劑，相鄰兩片催化劑之間的流體通道形成槽式交叉網絡結構。
實施例2本實施例中的催化劑的形狀和構造如圖2、圖10所示，片狀催化劑的組裝方式及在反應器中的放置方式如圖13所示。與實施例1不同之處在於1、流體通道2為截面形狀無變化的矩形槽；2、本體1正面的流體通道與反應床軸向的夾角為0°，本體1正面的流體通道2與其背面的流體通道2之間的夾角為0°，相鄰兩片催化劑之間的流體通道形成平行孔式結構。
實施例3本實施例中的催化劑的形狀和構造如圖3、圖4、圖5、圖6、圖11所示。本體1為塊狀體，流體通道2為截面形狀無變化的梯形槽；流體通道2設置在塊狀體內且在塊狀體內按層分布，各層流體通道由兩組各自平行排列、相互之間的夾角為90°的凹槽組成，其中一組凹槽與反應床軸向的夾角為45°，這樣就使每一層的流體通道均為槽式交叉網絡結構，如圖7、圖8所示。使用時，將塊狀催化劑分層放置在反應器中，如圖13所示，一塊催化劑對應於實施例1與實施例2中的一盤催化劑。
權利要求1.一種具有規則流體通道的規整催化劑，其特徵在於該催化劑以符合催化要求的材料為本體(1)，本體上設置有若干截面尺寸無變化或截面尺寸連續變化的反應流體流動所需的流體通道(2)。
2.根據權利要求1所述的具有規則流體通道的規整催化劑，其特徵在於本體(1)為片狀體，流體通道(2)設置在片狀體的兩表面且為槽式結構。
3.根據權利要求2所述的具有規則流體通道的規整催化劑，其特徵在於本體(1)兩表面的流體通道(2)均平行排列，兩表面中，一表面的流體通道(2)與反應床軸向的夾角為0～75°，該表面的流體通道與另一表面的流體通道的夾角為0～150°。
4.根據權利要求1所述的具有規則流體通道的規整催化劑，其特徵在於本體(1)為塊狀體，流體通道(2)設置在塊狀體內且為槽式結構。
5.根據權利要求4所述的具有規則流體通道的規整催化劑，其特徵在於流體通道(2)在塊狀體內按層分布，各層的流體通道由兩組各自平行排列、相互之間的夾角為0～150°的凹槽組成，其中一組凹槽與反應床軸向的夾角為0～75°。
6.根據權利要求2或3或4或5所述的具有規則流體通道的規整催化劑，其特徵在於流體通道(2)為V形槽或矩形槽或梯形槽或弧形槽。
專利摘要一種具有規則流體通道的規整催化劑，此種催化劑以符合催化要求的材料為本體，在本體上設置了若干截面尺寸無變化或連續變化的反應流體流動所需的流體通道。本體有兩種結構形式，一種為片狀體，一種為塊狀體。當本體為片狀體時，流體通道設置在片狀體的兩表面且為槽式結構；當本體為塊狀體時，流體通道設置在塊狀體內且同樣為槽式結構。使用時，疊合在一起的兩片催化劑之間的流體通道與塊狀催化劑內的流體通道均為槽式交叉網絡結構或平行孔式結構。此種催化劑與散堆型催化劑相比，有效地提高了反應器的生產能力，保證了催化劑的高傳質效率，延長了催化劑的使用壽命並可方便地調整催化劑床層的空隙率，壓力降及傳質傳熱性能。
文檔編號B01J35/02GK2523495SQ0222122
公開日2002年12月4日 申請日期2002年1月9日 優先權日2002年1月9日
發明者梁斌, 蔣煒, 胡俊文, 張全忠 申請人:梁斌