一種苯加氫催化劑顆粒制造技術

一種苯加氫催化劑顆粒,是用于苯加氫催化反應中的固體催化劑顆粒，該催化劑顆粒的徑向橫截面外輪廓線呈連續的、光滑的三齒齒輪形狀，且沿中軸開有直通孔。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種苯加氫催化反應中使用的固體催化劑顆粒，尤其涉及一種高溫催化苯加氫工藝中使用的固體催化劑顆粒，具體涉及一種主體呈三齒齒輪狀的，且沿中軸開有直通孔的固體催化劑顆粒。
技術介紹
粗苯加氫根據其催化加氫反應的溫度不同可分為高溫加氫和低溫加氫。高溫催化加氫的典型工藝是Litol法，在溫度為600 650°C、壓力6. OMPa條件下進行催化加氫反應。主要加氫脫除不飽和烴，加氫裂解把高分子烷烴和環烷烴轉化為低分子烷烴，并以氣態形式分離出去。加氫脫烷基，把苯的同系物最終轉化為苯和低分子烷烴。故高溫加氫的產品只有苯，沒有甲苯和二甲苯，另外還要進行脫硫、脫氮、脫氧的反應，脫除原料有機物中的S、N、0，轉化成H2S、NH3、H20除去，對加氫油的處理可采用一般精餾方法，最終得到產品純苯。由于高溫催化苯加氫的操作溫度在600°C以上，催化劑顆粒在高溫環境中的能否長期穩定地保持外形的完整性對整個工藝的平穩運行至關重要。因為催化劑顆粒受熱膨脹后，會在非光滑連接的部位出現應力集中，當集中的應力超過了顆粒承受極限時，顆粒會發生破碎，當破碎程度較大時，整個催化劑床層的催化劑反應性能將受到顯著影響。所以，提高催化劑顆粒的強度，使其在高溫下保持穩定的外形，對于高溫催化苯加氫工藝生產操作具有重要意義。
技術實現思路
本技術中主要解決的技術問題是提高催化劑顆粒整體的強度，從而可以保障催化劑顆粒在高溫催化苯加氫工藝中可以保持穩定的外形。根據力學原理，減少應力集中的方法是盡量使構件的整體外形實現圓滑過渡。為此，本技術中催化劑顆粒主體的徑向橫截面的外輪廓線是由多段相切的劣弧首尾相連形成的連續、光滑的齒輪形狀。由于這樣形狀的曲線的特征函數具有一階連續的導數，所以根據高等數學中對光滑曲線的判斷法貝U，本技術中催化劑顆粒橫截面的外輪廓線是光滑曲線。這種特征的外輪廓線上具有除了圓形以外的理論上最小的摩擦力和最少的應力集中；因此具有更高的強度，可以在高溫環境中保持穩定的外形。本技術的具體的技術方案包括一種三齒齒輪狀的固體催化劑顆粒，主體軸向部分為高度為H，沿中軸開有直通孔，直通孔的孔徑為D，催化劑顆粒的徑向橫截面外輪廓線呈連續的、光滑的三齒齒輪狀，且外輪廓線的外接圓半徑為R，內切圓半徑為r。形成上述催化劑顆粒主體徑向橫截面的連續光滑的齒輪狀外輪廓線的是具有下列特征的曲線段(如圖1所示)一組數量為3，半徑為P的圓，圍繞中心點0，在0°到360°范圍內呈環形陣列；做如下三個圓，即外輪廓線的內切圓(圖1中的圓心為0，半徑為r的圓)、及相鄰的2個半徑為@的圓(如圖1中的圓P和圓Q)的外切圓(如圖1中的圓S)，得到另一組數量同為3的圓；分別來自這兩組的圓，兩兩之間相外切(如圖1中圓P和圓S相外切，圓S和圓Q相外切)，每個圓上形成相應的2個切點(如圖1中圓P上的點A和點B，圓S上的點B和點C)，取這兩個切點之間的劣弧，所有的這些劣弧首尾相連構成橫截面的這種連續光滑的齒輪狀的外輪廓線。上述形成催化劑顆粒特征的各種相關參數尺寸為R = 2 mm 4 mm ;r = 0. 8R ；H = 2R 2. 2R ;P = 0. 2R ；D = 0. 3R 0. 5R。本技術外輪廓連續光滑，局部應力小，在提高催化劑顆粒比表面積的同時，更顯著提高了催化劑顆粒的強度。附圖說明圖1為本技術催化劑顆粒橫截面外輪廓線形成示意圖。圖2為本技術實施例1橫截面示意圖(同時也是實施例2和實施例3的橫截面示意圖)。具體實施方式以下結合附圖和實施例對本技術進行進一步的說明催化劑顆粒強度可以通過顆粒的壓碎強度(又細分為軸向壓碎強度和徑向壓碎強度)指標來考察。具體實施方式中所涉及的本技術催化劑顆粒都是根據這些顆粒各自的結構特征，采用同樣的材料和設備制備得到的。采用姜堰市銀河儀器廠出產的YHKC-3A型自動顆粒強度測定儀測試顆粒的壓碎強度，即以顆粒剛被壓碎時刻的壓碎力作為顆粒所能承受的最大外壓力，并且壓碎強度根據催化劑放置方法再分為軸向壓碎強度和徑向壓碎強度。測試每種樣品的徑向或者軸向壓碎強度時，隨機抽取100枚同樣的催化劑顆粒，在同樣的放置方式(徑向/軸向)下讀取并記錄每個顆粒的壓碎強度數值取算數平均值作為該樣品(軸向/徑向)的壓碎強度值。下面的實施例僅用于詳細解釋說明本技術，并不以任何方式限制本技術的范圍。實施例1本實施例中催化劑顆粒的橫截面示意圖如圖2，具體參數尺寸見表I。催化劑顆粒主體高度H = 4. 4 mm ;直通孔直徑D = 0. 6 mm ;催化劑顆粒徑向橫截面外輪廓線的外接圓半徑R = 2 mm,內切圓半徑r = 1.6 mm,半徑0 = 0. 4 mm。該催化劑顆粒徑向壓碎強度為209牛/顆，軸向壓碎強度為302牛/顆。實施例2本實施例中催化劑顆粒的橫截面示意圖如圖2，具體參數尺寸見表I。催化劑顆粒主體高度H = 6.3 mm;直通孔直徑D = 1.2 mm ;催化劑顆粒徑向橫截面外輪廓線的外接圓半徑R = 3 mm,內切圓半徑r = 2.4 mm,半徑0 = 0. 6 mm。該催化劑顆粒徑向壓碎強度為189牛/顆，軸向壓碎強度為333牛/顆。實施例3本實施例中催化劑顆粒的橫截面示意圖如圖2，具體參數尺寸見表I。催化劑顆粒主體高度H = 8 mm;直通孔直徑D = 2 mm ;催化劑顆粒徑向橫截面外輪廓線的外接圓半徑R = 4 mm,內切圓半徑r = 3.2 mm,半徑0 =0.8 mm。該催化劑顆粒徑向壓碎強度為202牛/顆，軸向壓碎強度為351牛/顆。表I本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于多相催化反應中的固體催化劑顆粒，其特征在于催化劑顆粒的徑向橫截面外輪廓線呈連續的、光滑的齒輪形狀，且外輪廓線的外接圓半徑為R，內切圓半徑為r；催化劑顆粒軸向高度為H，沿中軸開有直徑為D的直通孔。

【技術特征摘要】
1.一種用于多相催化反應中的固體催化劑顆粒，其特征在于催化劑顆粒的徑向橫截面外輪廓線呈連續的、光滑的齒輪形狀，且外輪廓線的外接圓半徑為R，內切圓半徑為r ;催化劑顆粒軸向高度為H，沿中軸開有直徑為D的直通孔。2.如權利要求1所述的催化劑顆粒，其特征在于主體徑向橫截面的這種連續光滑的齒輪狀外輪廓線由具有下列特征的曲線段組成一組數量為3，半徑為β的圓，圍繞中心點O，在O度到360度范圍內呈環形陣列；做外輪廓線的內切圓以及相鄰的2個半徑為β的圓，這三個圓的外切圓，這些外切圓形成另一組數量為3的圓；分別來自這兩組圓...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王翀，楊仁春，
申請(專利權)人：安徽工程大學，
類型：實用新型
國別省市：