催化剂成型工艺及技术研究

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1、２０１３年４月工业催化Ａｐｐｉｌ２０１３第２１卷第４期ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬＣＡＴＡＬＹＳＩＳＶｏｌ．２１Ｎｏ．４综述与展望催化剂成型工艺及技术研究苏玉蕾，何丰，李华波（中国船舶重工集团公司第７１８研究所，河北邯郸０５６０２７）摘要：介绍了固体催化剂的常用成型技术和成型设备，并研究催化剂成型过程中操作条件及添加剂的变化对催化剂机械强度、物化性能及催化性能的影响，综述各种成型方法的成型原理及其在实际生产实践过程中的应用。关键词：催化剂工程；催化剂成型工艺；操作条件；添加剂；成型原理ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８１１４３．２０１３．０４．００３中图分类号：ＴＱ４２６．６８

2、；Ｏ６４３．３６文献标识码：Ａ文章编号：１００８１１４３（２０１３）０４００１１０５ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｆｏｒｍｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅｃａｔａｌｙｓｔｓＳＵＹｕｌｅｉ，ＨＥＦｅｎｇ，ＬＩＨｕａｂｏ（７１８ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｉｎａＳｈｉｐｂｕｉｌｄｉｎｇＩｎｄｕｓｔｒｙＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｈａｎｄａｎ０５６０２７，Ｈｅｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃｏｍｍｏｎｆｏｒｍｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｓｏｌｉｄｃａｔａｌｙｓｔ，ａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｏｐｅｒａｔ

3、ｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄａｄｄｉｔｉｖｅｓｏｎｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｃａｔａｌｙｔｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｃａｔａｌｙｓｔｓｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃａｔａｌｙｓｔｍｏｌｄｉｎｇｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｍｏｌｄｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｏｌｄｉｎｇｍｅｔｈｏｄａｎｄｔｈｅｉｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｐｒａｃｔｉｃａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｔａｌｙｓｔｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｃａｔａｌｙｓ

4、ｔｍｏｌｄｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｏｐｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎ；ａｄｄｉｔｉｖｅ；ｍｏｌｄｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８１１４３．２０１３．０４．００３ＣＬＣｎｕｍｂｅｒ：ＴＱ４２６．６８；Ｏ６４３．３６Ｄｏｃｕｍｅｎｔｃｏｄｅ：ＡＡｒｔｉｃｌｅＩＤ：１００８１１４３（２０１３）０４００１１０５［１］成型是指各类粉体、颗粒、溶液或熔融原料在一成型是催化剂制造中的重要工序，主要从以定外力作用下互相聚集，制成具有一定形状、大小和下方面考虑：（１）催化剂形状必须服从使用性能的强度的固体颗粒的单元过程。固体催化剂不论以何要求，目前市售

5、的固体催化剂应为颗粒状或微球状，种方法制备，最终均以不同形状和尺寸的颗粒在催便于均匀填充到工业反应器中；（２）催化剂形状和化反应器中使用，成型是催化剂制备中的重要工序。成型工艺影响催化剂性能，尤其是对活性、床层压力早期的催化剂成型方法是将块状物质破碎，筛降和传热产生影响，如烃类水蒸汽转化催化剂（催分出适当粒度、不规则形状的颗粒，制得的催化剂因化反应是内扩散控制）由多年沿用的传统拉西环状其形状不定，在使用时易产生气流分布不均匀的现改为七孔形和车轮形等“异形转化催化剂”（外表面象。同时大量被筛下的小颗粒甚至粉末状物质不能积大）。压片活性炭性能优于柱状活性炭，因其中被利用，造成浪费。随着成型

6、技术的发展，许多催化孔发达，在水净化、脱硫和脱色方面有更佳的使用效［２］剂大都改用其他成型方法，但也有催化剂因成型困果，催化剂化学性能与物理结构无需改动，即可难目前仍使用该方法，如合成氨用熔铁催化剂和加提高活性，减小压降，改善传热；（３）催化剂形状、尺氢用骨架金属催化剂等。寸和机械强度必须与相应的催化反应过程和催化反收稿日期：２０１３－０１－１４；修回日期：２０１３－０３－１２作者简介：苏玉蕾，１９８２年生，女，硕士，研究方为向应用化学。通讯联系人：苏玉蕾。Ｅｍａｉｌ：ｊａｐｈｉｌｌ＠１６３．ｃｏｍ１２工业催化２０１３年第４期应器相匹配，如流化床用催化剂，为保持稳定的流化１０００）Ｍ

7、Ｐａ，催化剂颗粒大小范围较宽，圆柱形外径状态，催化剂必须具有良好的流动性能，流化床常用为（３～１０）ｍｍ，通常高和直径基本相等。直径（２０～１５０）μｍ或更大直径的微球颗粒。而对压片成型在催化剂制备中是较为关键和复杂的于悬浮床用催化剂，反应时为了使催化剂颗粒在液步骤，诸多因素影响成品质量和生产效率，如模具的体中易悬浮循环流动，通常用微米级至毫米级的球材质和加工精度、粉料的组成和性能、成型压力与压［３－４］形颗粒。本文介绍固体催化剂的常用成型技术