一种甲醇催化剂颗粒.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102921476A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102921476A(43)申请公布日2013.02.13(21)申请号201210388419.X(22)申请日2012.10.15(71)申请人安徽工程大学地址241000安徽省芜湖市北京中路8号(72)发明人王翀任一鸣(51)Int.Cl.B01J35/10(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图11页(54)发明名称一种甲醇催化剂颗粒(57)摘要一种用于合成甲醇的多相催化反应中的固体催化剂颗粒，该催化剂颗粒的径向横截面外轮廓线呈连续的、光滑的八齿齿轮形状，且沿中轴开有直通孔。该催化剂颗粒尤其适用于高压合成甲醇工艺中。CN1029476ACN102921476A权利要求书1/1页1.一种用于合成甲醇的多相催化反应中的固体催化剂颗粒，其特征在于催化剂颗粒的径向横截面外轮廓线呈连续的、光滑的八齿齿轮形状，且外轮廓线的外接圆半径为(R)，内切圆半径为(r)；催化剂颗粒轴向高度为(H)，沿中轴开有直径为(D)的直通孔。2.如权利要求1所述的催化剂颗粒，其特征在于主体径向横截面的这种连续光滑的齿轮状外轮廓线由具有下列特征的曲线段组成：一组数量为8，半径为(β)的圆，围绕中心点(O)，在0度到360度范围内呈环形阵列；做外轮廓线的内切圆以及相邻的2个半径为(β)的圆，这三个圆的外切圆，这些外切圆形成另一组数量为8的圆；分别来自这两组圆，两两之间相外切，每个圆上形成相应的2个切点，取这两个切点之间的劣弧，所有的这些劣弧首尾相连构成横截面的这种连续光滑的齿轮状的外轮廓线。3.如权利要求1所述催化剂颗粒，其特征在于外轮廓线外接圆半径(R)为2mm至4mm。4.如权利要求1所述催化剂颗粒，其特征在于外轮廓线内切圆半径(r)为0.8R。5.如权利要求2所述催化剂颗粒，其特征在于半径(β)为0.2R。6.如权利要求1所述催化剂颗粒，其特征在于颗粒的轴向高度(H)为2R。7.如权利要求1所述催化剂颗粒，其特征在于沿中轴开的直通孔直径(D)为0.4R。2CN102921476A说明书1/3页一种甲醇催化剂颗粒技术领域[0001]本发明涉及一种合成甲醇催化反应中使用的固体催化剂颗粒，具体涉及一种主体呈八齿齿轮状的且，沿中轴开有直通孔的固体催化剂颗粒。背景技术[0002]锌铬型的合成甲醇催化剂是一种高压固体催化剂，是由德国BASF公司于1923年首先开发研制成功的。由于锌铬催化剂的活性较低，为了获得较高的催化活性，操作温度必须在590K-670K，而为了获取较高的转化率，操作压力必须为25MPa-35MPa，因此这种催化剂也被称为高压甲醇催化剂。[0003]对于高压下使用的催化剂，当压力变化剧烈时，催化剂颗粒内部的应力变化也会十分剧烈，在这样的情况下，颗粒中非光滑连接的部位就会因为局部应力超过了承受极限而发生破裂，大量的催化剂破裂就会严重影响整个单元的运行。因此，构造出外形完全光滑的催化剂颗粒对提高催化剂颗粒强度非常有效。发明内容[0004]本发明中主要解决的技术问题是构造出外形完全光滑的催化剂颗粒以提高催化剂颗粒强度。根据力学原理，减少应力集中的方法是尽量使构件的整体外形实现圆滑过渡。为此，本发明中催化剂颗粒主体的径向横截面的外轮廓线是由多段相切的劣弧首尾相连形成的连续、光滑的齿轮形状。由于这样形状的曲线的特征函数具有一阶连续的导数，所以根据高等数学中对光滑曲线的判断法则，本发明中催化剂颗粒横截面的外轮廓线是光滑曲线。这种外形特征的催化剂颗粒将颗粒体内的局部应力降低到理论上的最低，因此本发明催化剂颗粒具有更高的强度，适用于高压合成甲醇反应工艺中。[0005]本发明的具体的技术方案包括：一种八齿齿轮状的固体催化剂颗粒，主体轴向部分为高度为H，沿中轴开有直通孔，直通孔的孔径为D，催化剂颗粒的径向横截面外轮廓线呈连续的、光滑的八齿齿轮状，且外轮廓线的外接圆半径为R，内切圆半径为r。[0006]形成上述催化剂颗粒主体径向横截面的连续光滑的齿轮状外轮廓线的是具有下列特征的曲线段(如图1所示)：一组数量为8，半径为β的圆，围绕中心点O，在0°到360°范围内呈环形阵列；做如下三个圆，即外轮廓线的内切圆(图1中的圆心为O，半径为r的圆)、及相邻的2个半径为β的圆(如图1中的圆P和圆Q)的外切圆(如图1中的圆S)，得到另一组数量同为8的圆；分别来自这两组的圆，两两之间相外切(如图1中圆P和圆S相外切，圆S和圆Q相外切)，每个圆上形成相应的2个切点(如图1中圆P上的点A和点B，圆S上的点B和点C)，取这两个切点之间的劣弧，所有的这些劣弧首尾相连构成横截面的这种连续光滑的齿轮状的外轮廓线。[0007]上述形成催化剂颗粒特征的各种相关