[发明专利]一种长度规整的条形催化剂载体及制备方法

说明书

技术领域

本发明为一种催化剂载体的制备方法，具体地说，是一种挤条成型的催化剂载体的制备方法。

背景技术

化学工业的发展很大程度上依赖于催化剂的开发，其中以反应物为气相、催化剂为固相的气-固多相催化过程，在化学工业中应用更普遍。在这些催化过程中，尤其以固定床催化反应过程最为普遍。在固定床催化反应过程中，应使催化剂在反应床层中的颗粒形状、大小、装填等情况处于最佳状态，才能使催化剂的效率因子在实际工业应用中达到最大值，从而大大提高催化剂的使用效果，使催化剂充分发挥效率。因此，根据催化反应及反应装置的要求，通过成型加工提供适宜形状、大小和机械强度的颗粒催化剂，使催化剂充分发挥所具有的活性和选择性，延长催化剂使用寿命。

催化剂成型是工业催化剂制备工序的重要步骤之一。用于工业催化剂的成型方法主要有滴球法、滚球法和挤出成型法。其中挤出成型法是最常用的催化剂及载体的成型方法。它是将催化剂或载体粉料和适量水分或粘结剂，经充分混合后，将湿物料送至带有多孔模头的挤出机中，粉料经挤出部件被挤压入模头挤出孔板的成型孔，以柱形挤出，通过自然断裂或滚筒旋转随机切粒获得长度范围较宽的成型催化剂或载体。

目前，催化剂厂生产的催化剂载体采用螺杆式挤条机成型，然后利用滚筒旋转方式使条随机断裂，其断裂情况受条的湿度、滚筒旋转速率等因素影响，存在载体长度不均匀，长度不易控制和规格长度载体收率较低的缺点。在催化剂的工业生产和应用中暴露出一系列问题，例如由于工业生产很难保证载体颗粒的长度分布，载体长度分布宽使催化剂装填密度差增大，从而产生催化剂床层沉降严重和沟流现象，导致反应物流出现偏流。长度分布不合规格要求的挤条型催化剂不能适应密相装填，影响催化剂在一些对装填有严格要求的用户的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种长度规整的条形催化剂载体及制备方法，该条形催化剂载体长度规整均一、可控，具有较高的堆密度，可适应反应器床层密相装填。

本发明提供一种长度规整的条形催化剂载体，所述条形载体的长度为2~15毫米，长度精度不大于1.0毫米，满足长度精度要求的载体质量与载体总质量的比大于95%。

本发明在载体挤条成型的挤出机挤出模头的挤出孔板外安装挤出条切割刀具，通过控制挤条速度和刀具旋转速度，得到长度整齐均一的规整条形载体。用该载体制得的催化剂工业应用时装填效果好，可密集装填，避免由于载体长度不均而导致的催化剂床层严重沉降和沟流，可充分有效地发挥催化剂的反应性能，延长催化剂寿命。

附图说明

图1为本发明所用挤出模头刀具的结构示意图。

具体实施方式

本发明在活塞式挤条机模头的挤出孔板外设置切割刀具，将挤出的条状物切割成规定的长度，得到长度分布非常均一的条形载体。

本发明提供的条形载体长度优选2~8毫米，长度精度优选不大于0.8毫米，满足长度精度要求的载体质量与载体总质量的比大于95%。所述长度精度为符合长度要求的最大差值（公差），即在规定的长度下，最长条形载体与最短条形载体的长度差。满足长度精度要求的载体的量是指在某一规定长度下，达到长度精度要求的条形载体的量，如长度为5.0毫米的条形载体，长度精度为0.5毫米，满足长度精度要求的条形载体的量为长度范围为4.5~5.5毫米的条形载体的量。本发明提供的条形载体的长度可在本发明规定的长度范围内调整。

本发明所述条形载体的截面直径优选为1～4毫米，优选的截面形状为圆形、三叶草形或四叶草形。

所述的载体优选氧化铝、氧化硅、氧化钛、氧化镁、氧化锆、分子筛或活性炭经挤条成型后得到的载体。

本发明所述载体的制备方法，包括如下步骤：

（1）混捏：将载体粉料、水和/或粘结剂混合后充分混捏，得到湿物料，其中水含量为10～60质量%；

（2）制坯：将湿物料揉捏制成与挤出机活塞筒体内径相同的圆柱形物料坯子；

（3）挤出切条：将圆柱形物料坯子用活塞推至挤条机的空模圆筒内，令挤出机挤出模头挤出孔板外的刀具旋转，同时令活塞向挤出机挤出模头的方向推进，使物料坯子由模头挤出孔板上的成型孔中挤出，旋转的刀具将从成型孔中挤出的物料切割，控制刀具的旋转速度为250~1200转/分，挤条速度为10~100厘米/秒，

（4）制备载体：将切割后的条形物干燥后于400～800℃焙烧。