本發(fā)明涉及一種催化劑，具體涉及一種多孔球型流化床用催化劑。

背景技術：

流化床催化過程是反應氣體在流化床反應器中進行的催化反應過程。反應氣體通過一定直徑范圍的小顆粒固體催化劑床層，流速達一個臨界值時，反應器床層中的催化劑顆粒形成流態(tài)化在氣體中周復運動。流化床反應器工藝是有效利用費托合成反應制取液體燃料的一種典型工藝，在反應器中氣體從反應器底部通過分布器進入并通過流化床中的催化劑床層，床層內催化劑顆粒處于湍流狀態(tài)但整體保持靜止不動。湍流狀態(tài)下，催化劑顆粒之間存在劇烈的磨擦，因此要求催化劑具備高比表面積和高的機械強度，尤其是耐磨強度，但是催化劑的比表面積往往較小，催化反應活性和反應速率較底。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是現(xiàn)有技術中較難實現(xiàn)同時具備高比表面積和高耐磨強度的催化劑，目的在于提供一種多孔球型流化床用催化劑，在提高催化劑顆粒比表面積的同時，催化劑顆粒人具有較高的耐磨強度。

本發(fā)明通過下述技術方案實現(xiàn)：

一種多孔球型流化床用催化劑，所述催化劑包括橢球體，所述橢球體的長軸長度與短軸長度比值為2，所述橢球體的外表面沿長軸方向設有圍繞橢球體連續(xù)螺旋排布的凹槽。

本發(fā)明通過采用長軸長度與短軸長度比值為2的橢球體結構催化劑，具有較強的耐磨強度，在流化床中運動阻力較小，且這種橢球體結構的催化劑與同體積的球體催化劑相比，反應氣相擴散進入催化劑內部的距離更短，從而有利于提高催化劑的反應活性和有效利用率。通過在橢球體催化劑的外表面上開設螺旋排布的凹槽，有利于增大催化劑的比表面積，進而提高反應氣相與催化劑的接觸面積，有利于促進活性的提高；同時，橢球體表面上的連續(xù)螺旋凹槽可形成氣體流通的螺旋通道，因此氣體在催化劑表面形成會形成螺旋渦流或部分螺旋渦流，造成催化劑表面附近氣體的擾動，促進催化劑表面的傳質和換熱效率，有利于提高催化劑的活性。

優(yōu)選地，所述連續(xù)螺旋排布的凹槽的螺旋間距與所述橢球體的長軸長度比值為12～15，所述凹槽的開口寬度為所述螺旋間距的一半。

若所述連續(xù)螺旋排布的凹槽在橢球體表面上排布的螺旋間距過小，則會造成催化劑的耐磨強度大大降低，催化劑在實際使用過程中極易在表面發(fā)生粉化；若所述連續(xù)螺旋排布的凹槽在橢球體表面上排布的螺旋間距過大，則凹槽的數量也會隨之減少，以提高催化劑比表面積和促進傳質傳熱的效果也會大大減弱。本發(fā)明設置的連續(xù)螺旋排布的凹槽的螺旋間距與所述橢球體的長軸長度比值為12～15，在此范圍內，催化劑具有較高的耐磨強度，且能夠獲得較大的比表面積。

優(yōu)選地，所述凹槽的開口與橢球體的外表面交界處設置為倒圓結構。

由于凹槽開處氣流的擾動較強，通過將凹槽的開口與橢球體的外表面交界處設置為倒圓結構，主要用于減小凹槽開口處的應力，防止凹槽開口處發(fā)生坍塌粉化。

優(yōu)選地，所述橢球體的長軸方向中心處開設有通孔，所述橢球體的短軸長度與所述通孔的直徑的比值為5。

通過在橢球體的中心處開設通孔，有利于進一步增大催化劑的表面積，氣體可從橢球體上的中心通孔流通，有利于增加催化劑的表觀傳質和換熱效率。若通孔直徑過大，則不利于催化劑顆粒的流化。

優(yōu)選地，所述通孔的開口與橢球體的外表面交界處設置為倒圓結構。

通過在通孔的開口與橢球體的外表面交界處設置為倒圓結構，主要用于減小通孔開口處的應力，增加通孔開口處的耐磨強度。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：

1、本發(fā)明一種多孔球型流化床用催化劑，本發(fā)明通過采用長軸長度與短軸長度比值為2的橢球體結構催化劑，具有較強的耐磨強度，在流化床中運動阻力較小，且這種橢球體結構的催化劑與同體積的球體催化劑相比，反應氣相擴散進入催化劑內部的距離更短，從而有利于提高催化劑的反應活性和有效利用率。通過在橢球體催化劑的外表面上開設螺旋排布的凹槽，有利于增大催化劑的比表面積，進而提高反應氣相與催化劑的接觸面積，有利于促進活性的提高；同時，橢球體表面上的連續(xù)螺旋凹槽可形成氣體流通的螺旋通道，因此氣體在催化劑表面形成會形成螺旋渦流或部分螺旋渦流，造成催化劑表面附近氣體的擾動，促進催化劑表面的傳質和換熱效率，有利于提高催化劑的活性；

2、本發(fā)明一種多孔球型流化床用催化劑，若所述連續(xù)螺旋排布的凹槽在橢球體表面上排布的螺旋間距過小，則會造成催化劑的耐磨強度大大降低，催化劑在實際使用過程中極易在表面發(fā)生粉化；若所述連續(xù)螺旋排布的凹槽在橢球體表面上排布的螺旋間距過大，則凹槽的數量也會隨之減少，以提高催化劑比表面積和促進傳質傳熱的效果也會大大減弱。本發(fā)明設置的連續(xù)螺旋排布的凹槽的螺旋間距與所述橢球體的長軸長度比值為12～15，在此范圍內，催化劑具有較高的耐磨強度，且能夠獲得較大的比表面積；

3、本發(fā)明一種多孔球型流化床用催化劑，通過在橢球體的中心處開設通孔，有利于進一步增大催化劑的表面積，氣體可從橢球體上的中心通孔流通，有利于增加催化劑的表觀傳質和換熱效率。若通孔直徑過大，則不利于催化劑顆粒的流化。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發(fā)明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明整體結構示意圖；

圖2為本發(fā)明截面結構示意圖。

附圖中標記及對應的零部件名稱：1-橢圓體，2-凹槽，3-倒圓。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。

實施例1

如圖1所示，本發(fā)明一種多孔球型流化床用催化劑，催化劑包括橢球體，橢球體1的長軸長度與短軸長度比值為2，橢球體1的外表面沿長軸方向設有圍繞橢球體1連續(xù)螺旋排布的凹槽2。連續(xù)螺旋排布的凹槽2的螺旋間距與所述橢球體1的長軸長度比值為15，凹槽2的開口寬度為所述螺旋間距的一半。凹槽2的開口與橢球體1的外表面交界處設置為倒圓結構。

實施例2

如圖2所示，在實施例1的基礎上進一步改進，一種多孔球型流化床用催化劑，橢球體1的長軸方向中心處開設有通孔3，橢球體1的短軸長度與所述通孔3的直徑的比值為5。通孔3的開口與橢球體1的外表面交界處設置為倒圓結構。

以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。