[0001] 本实用新型涉及一种浸渍转筒和一种浸渍系统。

[0002] 在催化剂孔道深处反应生成的产物分子如不能及时扩散出去而进一步发生反应，一方面影响催化剂的选择性，另一方面将影响催化剂的寿命。尤其是对内扩散为控制步骤的反应，希望反应发生在利于反应物和产物扩散的位置，一般希望发生在催化剂表层。另外，在催化剂的成本中，活性组分的成本所占的比例较大，如果将利用率不高的分布在孔道深处的组分移至接近催化剂表层的区域中，无疑会显著提高催化剂的活性和选择性。

[0003] 对于在固定床反应器中进行的如费托(FT)合成这类气-固-液多相反应体系，催化剂的颗粒尺寸一般为几个mm，因此，扩散控制对催化活性的影响难以避免。人们注意到：由FT合成得到的重质石蜡通常以液态、汽溶胶或浆态形式附着在催化剂表面，对反应物H2和CO在催化剂颗粒内部的扩散产生影响。在反应物的内扩散过程中，H2的扩散速度比CO快，CO在催化剂颗粒内的扩散限制作用明显强于H2。因颗粒的粒径不同，导致了颗粒内部CO浓度梯度的差异，影响了CO与金属活性中心位的结合，使得在活性中心上吸附的H/C比增大，碳链增长几率降低，降低了C5+的选择性。现有技术表明，相对于活性组分呈均匀分布的催化剂而言，活性组分非均匀分布的催化剂，如壳层分布型催化剂(即，壳层型催化剂或者蛋壳型催化剂)，由于扩散限制小，可显著地提高如费托合成这类反应中的C5+选择性，降低甲烷的选择性，更适合用于费托合成这类反应。

[0004] US5545674公开了一种制备壳层型催化剂的方法，该方法将载体在金属丝网上摊开，将金属丝网在加热炉中加热至140℃以上，然后从炉中取出。将含负载组分的溶液喷涂于金属丝网上的热载体上，含负载组分的溶液在热的载体表面被蒸干，再将带有催化剂的金属丝网放回加热炉中重新加热。如此反复多次，直到负载足够的负载组分。

[0005] US7087191公开了一种制备壳层分布型催化剂的方法，该方法将含活性组分的粉末和含难熔金属氧化物的粉末用稀释剂做成糊状或泥浆状，然后喷涂于表面经过处理变得粗糙的惰性固体颗粒上，然后干燥、焙烧。这种方法可以保证催化剂活性组分不进入起载体作用的固体颗粒的内部，但活性组分以粉末状存在，粉末颗粒内部的活性组分不能完全发挥作用，并且粉末靠物理作用与惰性固体颗粒表面粘在一起，这种物理粘接力比溶液浸渍法制备的催化剂中活性组分与载体表面间的化学键的结合力要弱许多。因此，与由活性组分的溶液制备的壳层分布型催化剂将相比，这种由活性组分粉末制备的方法降低了活性组分的利用效率，另外，使用中在气流的冲刷下活性组分粉末也较容易从惰性固体颗粒表面脱落。

[0006] US5545674公开了一种壳层分布型催化剂的制备方法，该方法通过使用具有中间干燥或燃烧步骤的浸入或喷雾方法将钴尤其是硝酸钴溶液反复浸渍到粒状载体上。这些方法是繁琐和费时的，并且采用多次浸渍方法，一些金属会超出预期的外层渗入到载体中。

[0007] CN101318133A公开了一种用于制备石脑油和柴油的壳层型催化剂，该催化剂以活性炭为载体，采取喷涂的方式将溶液喷到滚动的载体上，然后将催化剂在惰性气体中干燥或焙烧。但是，该方法制备的催化剂的壳层率不高。

[0008] US4599481公开了一种由一氧化碳与氢催化反应生产烃的方法，该方法包括在125-350℃，压力5-100巴(bar)条件下将一氧化碳和氢与催化剂接触，所述催化剂含有载体和负载在该载体上的钴，所述钴在载体上的分布满足(∑Vp/∑Vc)＜0.85，其中，∑Vc代表催化剂颗粒的总体积，Vp为催化剂中壳层体积。当在壳中钴的含量大约为90％时，催化剂有高的活性和选择性。该催化剂的制备方法是先用水处理载体，之后浸渍硝酸钴溶液，然后干燥和焙烧。这种制备方法对时间的要求很严格，并且操作繁琐，不容易规模化生产。

[0009] CN102451722A公开了一种蛋壳型加氢催化剂的制备方法。该方法采用含有增稠剂和活性金属分散剂的活性金属水溶液浸渍载体，其中在通入空气鼓泡的条件下进行浸渍，再经干燥和焙烧，得到蛋壳型加氢催化剂。该方法能有效调节蛋壳型加氢催化剂表面活性、金属壳层的厚度以及活性金属的分散度，能稳定加氢催化剂上的活性金属组分，减少活性金属组分的流失，降低催化剂生产成本。但是，这种制备方法对时间的要求很严格，并且操作繁琐，不容易规模化生产。

[0010] 由此可见，仍然需要继续探索壳层分布型催化剂的制备工艺和生产设备。实用新型内容

[0011] 本实用新型的目的在于提供一种浸渍转筒和一种浸渍系统，采用该浸渍转筒或浸渍系统可以以较高的壳层率制备壳层分布型催化剂。

[0012] 根据本实用新型的第一个方面，本实用新型提供了一种浸渍转筒，该浸渍转筒包括用于承载多孔载体的中空转筒本体301，所述转筒本体301轴向一端设置有用于接收多孔载体的可开合进料口302，轴向另一端设置有用于输出多孔载体的可开合出料口303，所述转筒本体301内布置有喷杆304，所述喷杆304上设置有用于将浸渍液喷射在多孔载体表面的至少一个雾化喷嘴，其中，所述转筒本体301内布置有用于进行抽真空的抽真空管线305，所述抽真空管线305布置为靠近所述转筒本体301中承载多孔载体的内壁，且所述抽真空管线305与所述转筒本体301中承载多孔载体的内壁之间的距离足以使所述抽真空管线305上的抽气口被填埋在由多孔载体形成的层中。

[0013] 优选地，所述雾化喷嘴的大小使得喷射出的液滴的粒径在1-600微米的范围内。

[0014] 优选地，所述喷杆304沿所述转筒本体301的轴向延伸。

[0015] 优选地，所述转筒本体301的内壁面上设置有扬料板306，所述扬料板306为固定在所述内壁面上的至少一个凸起。

[0016] 优选地，所述转筒本体301的内壁面上设置有扬料板306，所述扬料板306为固定在所述内壁面上的至少一个凸起。更优选地，所述凸起的径向截面为一条边固定在所述内壁面上的多边形。

[0017] 优选地，所述进料口302和所述出料口303各自以料斗的形式提供，所述料斗具有可开合顶盖和可开合底盖。

[0018] 根据本实用新型的第二个方面，本实用新型提供了一种浸渍系统，该浸渍系统包括浸渍液供给单元、多孔载体供给单元、浸渍单元、真空单元以及干燥单元，所述浸渍液供给单元用于向所述浸渍单元提供浸渍液，所述多孔载体供给单元用于向所述浸渍单元提供多孔载体，所述浸渍单元用于使浸渍液与多孔载体接触，所述干燥单元用于将经浸渍的多孔载体进行干燥，其中，所述浸渍单元包括根据本实用新型第一方面的浸渍转筒，所述浸渍转筒的转筒本体301的轴线相对于水平面为倾斜设置，使得进料口302位于较高的轴向一端，出料口303位于较低的轴向另一端，抽真空管线305与真空单元连通。

[0019] 优选地，所述真空单元包括真空泵、用于连接所述抽真空管线305和所述真空泵的管线以及用于调整真空度的调节阀。

[0020] 优选地，所述浸渍单元还包括用于调节所述转筒本体301的倾斜角度的倾角调节装置。

[0021] 优选地，所述倾角调节装置包括底架307以及用于改变底架307相对于水平面的倾斜角度的驱动部件308，所述转筒本体301设置在所述底架307上。

[0022] 优选地，所述转筒本体301通过基座309设置在所述底架307上，所述基座309固定连接在所述底架307上，所述转筒本体301可转动地连接至所述基座309。

[0023] 优选地，所述浸渍单元还包括用于驱动转筒本体301转动的驱动装置。

[0024] 优选地，所述驱动装置包括动力产生部件310和传动部件311，所述传动部件311用于将所述动力产生部件310输出的动力传动至转筒本体301。

[0025] 优选地，所述浸渍液供给单元包括浸渍液储罐201以及用于连通所述浸渍液储罐201和转筒本体301中的喷杆304的管线。

[0026] 优选地，所述多孔载体供给单元包括多孔载体储罐101，所述多孔载体储罐101的多孔载体出口的位置与所述转筒本体301的进料口302的位置相对应，以将多孔载体通过所述进料口302送入转筒本体301中。

[0027] 优选地，所述干燥单元包括干燥带401，干燥带401用于接收来自于所述浸渍转筒的经浸渍的多孔载体，以将经浸渍的多孔载体进行干燥。

[0028] 采用根据本实用新型的浸渍转筒或者浸渍系统制备催化剂，制备的催化剂的壳层率高，能重复稳定地生产壳层分布型催化剂。其原因可能在于：在将浸渍液喷涂到多孔载体表面时，附着在多孔载体表面的溶液在浸渍进入多孔载体的孔隙的过程中，由于吸附放热，使得部分溶剂挥发形成蒸气，这些蒸气的存在会导致催化活性组分向多孔载体的芯部迁移，破坏形成的壳层结构；在喷涂的过程中，进行抽真空，且用于抽真空的抽气口填埋在由多孔载体形成的层中(即，用于抽真空的抽气口布置在由多孔载体形成的层中)，将弥散在多孔载体之间的溶剂蒸气及时并充分抽出，能有效地降低催化活性组分向多孔载体的芯部迁移的趋势，从而提高制备的催化剂的壳层率。

[0029] 根据本实用新型的浸渍系统，操作过程简单易控，能实现连续化作业，适于规模化实施。

[0042] 以下对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型的范围。

[0043] 在本实用新型中，“轴向”和“径向”是相对于转筒本体而言的，即沿转筒本体的旋转中心(即，转轴)方向延伸的方向为轴向方向，而垂直于该轴向方向为径向方向，需要说明的是这些方位词只用于说明本实用新型，并不用于限制本实用新型。在本实用新型中，“至少一个”表示一个或两个以上。

[0044] 根据本实用新型的第一个方面，本实用新型提供了一种浸渍转筒。

[0045] 如图1所示，所述浸渍转筒包括用于承载多孔载体的中空转筒本体301。转筒本体301为中空筒状容器。

[0046] 如图1所示，所述转筒本体301轴向一端设置有用于接收多孔载体的可开合进料口302，轴向另一端设置有用于输出多孔载体的可开合出料口303。进料口302和出料口303可以为各种适宜的形式。从便于进料的角度出发，进料口302和出料口303各自设置为料斗的形式。所述料斗优选具有可开合顶盖和可开合底盖，这样可以在不对转筒本体301内的抽真空效果产生明显影响的条件下，实现连续进料和出料。具体地，在向作为进料口302的料斗中送入多孔载体时，可以将与转筒本体301相接的底盖闭合，料斗中的多孔载体的量满足要求时，则可以闭合顶盖，并在需要时开启进料口302的底盖，以向转筒本体301内部输送多孔载体；在需要将转筒本体301中的多孔载体输出时，可以开启出料口303与转筒本体301相接的顶盖，使多孔载体进入作为出料口303的料斗中，此时出料口303的底盖闭合，出料完成后，闭合出料口303的顶盖，同时开启出料口303的底盖，将料斗中的多孔载体卸出。

[0047] 转筒本体301的内壁表面的材料可以根据浸渍液的种类进行选择，以不会被浸渍液腐蚀为准。一般地，转筒本体301的内壁表面可以为不锈钢。

[0048] 如图1所示，所述转筒本体301内沿轴向布置有喷杆304，所述喷杆304上设置有用于将浸渍液喷射在多孔载体表面的至少一个雾化喷嘴。在雾化喷嘴的数量为多个(如三个以上)时，多个雾化喷嘴在喷杆304上可以为等间隔设置，也可以为非等间隔设置。所述雾化喷嘴的口径可以根据预期的雾化液滴的大小进行选择，一般地，所述雾化喷嘴的大小使得喷射出的液滴的粒径在1-600微米的范围内，优选在20-400微米的范围内，更优选在50-300微米的范围内，进一步优选在60-200微米的范围内。优选地，所述雾化喷嘴的方向可调，这样能够根据实际生产情况调整浸渍液的喷射方向。所述雾化喷嘴可以为常用的各种能够将液体雾化的喷嘴，例如可以为压力喷嘴、两相流喷嘴、超声喷嘴和静电喷嘴中的一种或两种以上的组合。

[0049] 喷杆304的数量可以为一根或多根。在喷杆304的数量为一根时，喷杆304可以呈蛇形弯折，以使雾化喷嘴能覆盖由多孔载体形成的层的表面，从而更均匀地将浸渍液喷涂在多孔载体表面。在喷杆304的数量为多根时，多根喷杆304可以为沿与转筒本体301的转轴方向平行的方式排列，以使雾化喷嘴能覆盖由多孔载体形成的层的表面，从而能均匀地将浸渍液均匀喷涂在多孔载体表面。多根喷杆304之间也可以为交叉排列，只要能使雾化喷嘴覆盖由多孔载体形成的层的表面即可。

[0050] 喷杆304沿转筒本体301的轴向延伸。其中，喷杆304可以与转筒本体301的轴线重合，也可以偏离转筒本体301的轴线(即，喷杆304不与转筒本体301的轴线重合)。优选地，喷杆304偏离转筒本体301的轴线，并且位于靠近转筒本体301中不承载多孔载体的内壁一侧。

[0051] 优选地，如图1所示，可以使喷杆304密封穿过转筒本体301的侧壁进入转筒本体301的内部，其中，位于转筒本体301内部的喷杆304上设置所述雾化喷嘴，这样可以在转筒本体301转动的同时，喷射浸渍液。喷杆304与转筒本体301之间优选为可转动连接，这样喷杆304可以不随转筒本体301一起转动。

[0052] 如图1所示，转筒本体301内布置有用于对转筒本体301的内部空间进行抽真空的抽真空管线305。抽真空管线305的抽气口位于转筒本体301中，另一端可以与真空泵连接，这样能在浸渍过程中进行抽真空，从而以较高的壳层率制备壳层分布型催化剂。所述抽真空管线305布置为靠近转筒本体301中承载多孔载体的内壁，并且抽真空管线305与转筒本体301中承载多孔载体的内壁之间的距离足以使抽真空管304上的抽气口被填埋在由多孔载体形成的层中，这样能将弥散在多孔载体之间的蒸气及时抽出，同时还不会引起浸渍液的损失。可以在转筒本体301中，沿径向布置至少一层抽真空管线305，各层抽真空管线305之间可以为等间隔，也可以为非等间隔，这样能获得更好的抽吸效果。根据转筒本体301的容量确定多孔载体的装填量，从而确定抽真空管线305与转筒本体301中承载多孔载体的内壁之间的距离的方法是本领域技术人员经过有限的实验即可确定的，本文不再详述。

[0053] 如图1所示，抽真空管线305可以密封穿过转筒本体301的侧壁，进入转筒本体301的内部空间，其中抽真空管线305位于转筒本体301的内部空间的部分可以弯折，以使其靠近转筒本体301中承载多孔载体的侧壁，并足以使其被由多孔载体形成的层所填埋。
抽真空管线305与转筒本体301之间优选为可转动连接，这样抽真空管线305可以不随转筒本体301一起转动。

[0054] 抽真空管线305位于转筒本体301内部空间的部分设置有抽气口。所述抽气口的数量根据转筒本体301内部空间的大小，可以为一个或多个，优选为多个，这样能获得更好的抽吸效果。在抽气口的数量为多个(如三个以上时)，多个抽气口之间可以为等间隔设置，也可以为非等间隔设置，还可以为等间隔与非等间隔的组合(即，部分抽气口为等间隔设置，剩余部分抽气口为非等间隔设置)。抽气口可以朝向承载多孔载体的内壁，也可以背向承载多孔载体的内壁。优选地，抽气口为朝向承载多孔载体的内壁，这样在用于制备壳层分布型催化剂时，能获得更高的壳层率，同时还能进一步降低浸渍液的损失量。

[0055] 抽气口的形式可以为常规选择。可以通过在抽真空管线305位于转筒本体301内部空间的部分上设置开口，从而形成所述抽气口。所述开口的口径优选不大于多孔载体的粒径。优选地，在抽气口上安装过滤网，以避免固体颗粒进行抽真空管线305中。

[0056] 抽真空管线305的数量可以为一根或两根以上。在抽真空管线305的数量为一根时，抽真空管线305位于转筒本体301内的部分可以呈蛇形弯折，以扩大抽气口的覆盖区域，从而将在多孔载体形成的层的各个位置区域中产生的蒸气及时并充分地抽吸出去。在抽真空管线305的数量为多根时，多根抽真空管线305可以为沿与转筒本体301的转轴方向平行的方式排列，以扩大抽气口的覆盖区域；多根抽真空管线305之间也可以为相互交叉，只要能使抽气口位于由多孔载体形成的层的多个位置区域即可。

[0057] 优选地，如图2所示，转筒本体301的内壁面上设置有扬料板306，这样在转筒本体301转动时，多孔载体可以在扬料板306的携带下被扬起一定的高度，从而实现对多孔载体进行更为有效地翻动，以使浸渍液更为均匀地被喷射在多孔载体表面，从而使得制备的催化剂具有更为均匀的组成。扬料板306可以为各种能够实现上述功能的构件。在一种优选的实施方式中，如图2所示，扬料板306为固定在转筒本体301的内壁面上的凸起。该凸起从转筒本体301的内壁朝向转筒本体301的转动中心凸出，以能够在转筒本体301转动的同时将多孔载体提升到一定高度后再抛下，从而实现对多孔载体进行翻动。如图2所示，所述凸起包括条状结构主体，优选该条状结构主体沿转筒本体301的轴向方向布置。更优选地，扬料板306包括多列平行设置的凸起，其中相邻两列之间的间距可调，这样能够改变多孔载体的翻料频率，继而改变浸渍效果。具体地，相邻两列凸起的间距为越小则翻料的频率越大。作为一种优选方式，相邻两列凸起之间的间距为z，且满足为0

[0058] 另外，每条凸起的布置方向除平行于轴向方向外，还可以与轴向方向具有一定角度的布置，或者多条凸起之间成角度地交错布置，对于这些布置方式均应落在本实用新型的保护范围中。

[0059] 从进一步提高翻动效果的角度出发，如图2所示，凸起的径向截面为多边形，该多边形包括固定在转筒本体301的内壁面上的底边a，以及与底边a邻接的翻料边f，底边a和翻料边f之间的夹角β优选为45°-90°，更优选为60°-80°。其中，该夹角β的选择决定了多孔载体被提升的高度，例如当夹角β为锐角时，由于方便催化剂载体滑落，因此能够降低催化剂载体的提升高度，因此增加了每个催化剂载体被翻动的频率，同时加快了催化剂载体轴向运动的速度。

[0060] 如图2所示，该径向截面除包括底边a外，还包括上边b，当上边b的长度等于底边a时，径向截面为矩形，而当上边b的长度为0时，则径向截面为三角形，当上边b的长度小于底边a时，径向截面为梯形。为了保证翻料效果，优选地，设计径向截面的底边a的长度为x，径向截面的高为y，其中满足：0.25y≤x≤2.5y，优选满足：1.5y≤x≤2.4y，从而使得多孔载体既能够被提升，也能够及时被抛下，从而达到最优选的浸渍效果。

[0061] 根据本实用新型的第二个方面，本实用新型提供了一种浸渍系统，该浸渍系统包括浸渍液供给单元、多孔载体供给单元、浸渍单元、真空单元以及干燥单元，所述浸渍液供给单元用于向所述浸渍单元提供浸渍液，所述多孔载体供给单元用于向所述浸渍单元提供多孔载体，所述浸渍单元用于使浸渍液与多孔载体接触，所述干燥单元用于将经浸渍的多孔载体进行干燥，其中，所述浸渍单元包括根据本实用新型第一方面的浸渍转筒，所述浸渍转筒的转筒本体301的轴线相对于水平面为倾斜设置，使得进料口302位于较高的轴向一端，出料口303位于较低的轴向另一端，抽真空管线305与真空单元连通。所述浸渍转筒及其结构在前文已经进行了详细的说明，此处不再详述。

[0062] 如图1所示，所述浸渍液供给单元包括浸渍液储罐201以及用于连通浸渍液储罐201和转筒本体301中的喷杆304的管线，从而能连续地向转筒本体301中送入浸渍液。根据具体需要，可以在管线上设置泵202以提高输送的效率，同时提高送入喷杆304中的浸渍液的压力，为喷射提供必要的压力。还可以在管线上设置阀门，以控制管线的连通与断开，并调节浸渍液的流量。

[0063] 如图1所示，所述浸渍系统还包括多孔载体供给单元，所述多孔载体供给单元用于向转筒本体301提供多孔载体。所述多孔载体供给单元包括多孔载体储罐101，所述多孔载体储罐101的多孔载体出口的位置与浸渍转筒的进料口302的位置相对应，以将多孔载体通过该料口送入转筒本体301中。

[0064] 浸渍单元还包括用于支撑转筒本体301的基座，转筒本体301可转动地连接至基座。

[0065] 转筒本体301的轴线相对于水平面为倾斜设置，使得进料口302位于较高的轴向一端，出料口303位于较低的轴向另一端。通过将转筒本体301倾斜设置，可以实现在浸渍过程中，使多孔载体由进料端向出料端的移动，并最终离开转筒本体，从而能持续向转筒本体301中补充多孔载体，实现连续化作业。通过改变转筒本体301倾斜的角度，可以对多孔载体在转筒本体301中的向出料端的移动速度进行调节。一般地，转筒本体301的轴线相对于水平面的倾斜角度α为1°-45°更优选为1°-15°，进一步优选为2°-10°。

[0066] 如图1所示，可以通过在浸渍单元中设置倾角调节装置对转筒本体301的倾斜角度进行调节。所述倾角调节装置一般通过升降部件将转筒本体301的轴向一端抬起，并通过调节抬起的高度来调节转筒本体301的倾斜角度。所述升降部件可以采用各种驱动方式，优选通过液压方式驱动升降部件。

[0067] 在一种优选的实施方式中，所述倾角调节装置包括底架307以及用于改变底架307相对于水平面的倾斜角度的升降部件308，转筒本体301设置在底架307上。在该优选的实施方式中，升降部件308通过调节底架的倾斜角度，从而实现对转筒本体301的倾斜角度进行调整。

[0068] 在该优选的实施方式中，底架可以设置在用于支撑转筒本体301的基座之上，也可以将用于支撑转筒本体301的基座设置在底架之上。优选地，将用于支撑转筒本体301的基座设置在底架之上。具体地，如图1所示，所述转筒本体301通过基座309设置在所述底架307上，所述基座309固定连接在所述底架307上，所述转筒本体301可转动地连接至所述基座309。

[0069] 优选地，如图1所示，所述浸渍单元还包括用于驱动转筒本体301转动的驱动装置。如图1所示，所述驱动装置通常包括动力产生部件310和传动部件311，传动部件311用于将动力产生部件310输出的动力传动至转筒本体301并使其转动。动力产生部件310可以为各种能够产生并输出动力的部件，如电机。传动部件311可以为各种动力传递部件，如传动齿轮、蜗轮蜗杆、传动带和螺旋中的一种或多种的组合。可以根据预期的浸渍效果对转筒本体301的转速进行调节。一般地，驱动装置使得转筒本体301的转速为2转每分钟至15转每分钟，优选为4转每分钟至12转每分钟，更优选为5转每分钟至10转每分钟。

[0070] 所述真空单元包括真空泵(未示出)、用于连接所述抽真空管线305和所述真空泵的管线(未示出)以及用于调整真空度的阀门(未示出)。所述真空泵可以是常见的可以抽吸气体从而产生真空的泵，如机械真空泵。所述真空泵也可以为两种以上类型的真空泵的组合。通过所述阀门可以对转筒本体301中的真空度进行调节，一般设置在用于连接抽真空管线305和真空泵的管线上。根据具体需要，可以在用于连接抽真空管线305和真空泵的管线上设置冷阱。通过设置冷阱可以捕集从转筒本体301中抽出的气体，从而减少进入真空泵的气体的量，延长真空泵的使用寿命。所述冷阱可以为常见的各种冷阱，没有特别限定。

[0071] 所述干燥单元用于将来自于浸渍单元的经浸渍的多孔载体进行干燥。如图1所示，所述干燥单元可以包括干燥带401，用于接收从浸渍转筒输出的经浸渍的多孔载体，并使该经浸渍的多孔载体在干燥带401承载表面上进行干燥。

[0072] 干燥带401的材质以能够承受干燥所需的温度为准。一般地，干燥带401的材质足以承受50-300℃的温度、优选可以承受100-250℃的温度。

[0073] 根据需要，可以将干燥带401布置在一壳体402中，壳体402中设置有抽真空的管线，这样能够在减压的条件下进行干燥。

[0074] 根据具体需要，所述浸渍系统还可以包括焙烧装置，以对经干燥的多孔载体进行焙烧。所述焙烧装置可以为常用的能够实现焙烧功能的装置，没有特别限定，如焙烧炉。

[0075] 根据本实用新型的浸渍系统，可以采用以下工艺进行操作。

[0076] 将多孔载体装入多孔载体储罐101中，将浸渍液置于浸渍液储罐201中。通过升降部件调节转筒本体301的倾斜角度后，将多孔载体连续送入转筒本体301中。开启动力产生部件310驱动转筒本体301转动。开启真空单元中的真空泵以通过抽真空管线305进行抽真空，直至转筒本体301内部空间的真空度稳定。

[0077] 开启连接浸渍液储罐201和喷杆304的管线上的阀门，将浸渍液储罐201与喷杆304连通，从而将浸渍液通过喷杆304上的雾化喷嘴喷射在多孔载体的表面，进而被多孔载体所吸附。其中，浸渍液的总体积小于多孔载体的总孔体积。含有催化活性组分的溶液的总喷涂量为VL，所述多孔载体的总孔体积为VC，VL/VC＝0.01-0.99；优选地，VL/VC＝0.1-0.8；
更优选地，VL/VC＝0.2-0.7；进一步优选地，VL/VC＝0.2-0.6。其中，VC等于多孔载体的质
3
量(以克计)乘以多孔载体的吸水率(水的密度为1g/cm)，吸水率为单位重量的载体的吸水量。具体地，可以采用以下方法测定吸水率：可以将载体(重量计为w1，以克计)用水以载体(以重量计)与水(以体积计)的比例为1：3浸渍2小时，过滤后，将固体沥干，接着称取沥干的固体的重量(重量计为w2，以克计)，由以下公式计算吸水率：

[0078]

[0079] 在喷射的过程中，持续开启真空单元中的真空泵以通过抽真空管线305进行抽真空，通过用于调整真空度的调节阀将转筒本体301内的相对真空度维持在-10kPa至-100kPa的范围内，优选维持在-30kPa至-95kPa的范围内，更优选维持在-40kPa至-80kPa的范围内，并使由所述浸渍液中的溶剂产生的分压在0至30kPa的范围内，优选使得由所述浸渍液中的溶剂产生的分压为不高于20kPa，更优选使得由所述浸渍液中的溶剂产生的分压为不高于15kPa。在喷射过程中，可以将转筒本体301内的温度控制在0-70℃的范围内，优选将转筒本体301内的温度控制在30-50℃的范围内。

[0080] 在浸渍过程中，转筒本体301内的多孔载体持续向出料口303移动，并最终通过出料口303被转移至干燥带401上，进行干燥；在此过程中，多孔载体储罐101持续向转筒本体301补充多孔载体，从而实现连续化作业。

[0081] 干燥完成后，可选的将经干燥的多孔载体送入焙烧装置中进行焙烧。

[0082] 采用根据本实用新型的浸渍系统将催化活性组分负载在多孔载体上而制备的催化剂中，沿多孔载体的径向截面，催化活性组分在外层的浓度高于其在多孔载体芯部的浓度，为壳层分布型催化剂，在用作扩散控制性反应，如费托合成反应的催化剂时，显示出更高的催化活性。

[0083] 本领域技术人员通常也将“壳层分布催化剂”称为蛋壳型非均匀分布催化剂，简称蛋壳型催化剂，其定义为本领域技术人员公知，例如可以参见(朱洪法编著的《催化剂载体制备及应用技术》书中的第199-200页(石油工业出版社2002年5月第1版)中的定义。本实用新型中，壳层率通过扫描电子显微镜-能谱分析(即SEM-EDX，Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive Spectrometry)方法测得。具体方法包括：随机选取30个催化剂颗粒并将催化剂颗粒沿径向切开，用SEM观测催化剂颗粒的截面粒径，之后用EDX沿径向截面扫描得到催化活性组分的径向分布。由于扫描电镜-X射线能谱(SEM-EDX)表征结果中沿载体径向每一点的记数率与该点元素含量相互对应，虽然记数率的大小可能并不代表该点元素的真实含量，但记数率的大小能够反映该点元素含量高低。因此，为了表示催化活性组分和催化助剂沿载体径向的分布规律引入分布因子σ，σ为催化活性组分和催化助剂在催化剂中心处的浓度与除中心外的某一位置处的浓度之比。一般而言，所述“蛋壳型催化剂”是指：催化剂的分布因子σ为0≤σ＜0.95的一类催化剂，其中，某一位置上浓度为除中心点之外的某点附近(位置偏差≤20nm)20个数值点记数率的平均值；中心处浓度为中心点附近(位置偏差≤20nm)20个数值点记数率的平均值。本实用新型中，所述壳层分布催化剂指的是催化剂中的活性金属组分主要分布在壳层。将测试的30个催化剂颗粒中为壳层分布型催化剂的颗粒所占的百分比称为壳层率。其中，壳层厚度是指催化活性组分的分布因子满足0≤σ＜0.95的部分的厚度。

[0084] 以下结合实施例详细说明本实用新型，但并不因此限制本实用新型的保护范围。

[0085] 以下实施例和对比例中，采用X-射线荧光光谱法测定制备的催化剂的组成。

[0086] 以下实施例和对比例中，通过扫描电子显微镜-能谱分析(即，SEM-EDX，Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive Spectrometry)方法确定催化活性组分沿多孔载体径向的分布，并计算壳层率。

[0087] 以下实施例和对比例中，采用马尔文粒度分析仪测定雾化液滴的大小，为体积平均粒径。

[0088] 以下实施例和对比例中，采用以下方法确定喷涂过程中，转筒本体内由溶剂产生的分压采用以下方法测定：在装填多孔载体后且喷涂开始前，对转筒本体进行抽真空直至转筒本体内的相对真空度稳定，以该相对真空度作为基准相对真空度，将喷涂过程中测定的相对真空度与基准相对真空度之间的差值作为由溶剂产生的分压。

[0089] 以下实施例中，采用图1所示的浸渍系统制备催化剂，其中，转筒本体301的轴向长为5米，径向内径为1.2米。

[0090] 实施例1-12用于说明本实用新型。

[0091] 实施例1

[0092] 1、将200kg由1.6mm孔板挤出的蝶形γ-氧化铝颗粒(颗粒长度为2-4毫米，吸水率为0.8毫升/克)作为多孔载体并放入多孔载体储罐101中。

[0093] 2、将硝酸钴溶解于水中，配制成浸渍液(以CoO计，硝酸钴的浓度为330克/升)并将其置于浸渍液储罐201中。

[0094] 3、向转筒本体301中送入多孔载体，并转动转筒本体301(转筒本体301的内壁设置有扬料板306，扬料板306的径向截面为梯形，x＝2.4y，β为60°，z为0.12R；转筒本体301的轴线相对于水平面的倾斜角度为2°；转动速度为5转/分钟)，同时启动真空泵对转筒本体301进行抽真空(其中，在转筒本体301中沿转轴方向，等间隔布置3根抽真空管线305，每根抽真空管线305上的抽气口均填埋在由多孔载体形成的层中并且抽气口为沿抽真空管线305等间隔分布，抽气口朝向承载多孔载体的内壁，即抽气口朝下)，将转筒本体301内的相对真空度稳定为-60kPa(即，基准相对真空度)。

[0095] 然后，维持转筒本体301的转动条件不变，伴随抽真空，向转筒本体301中送入浸渍液，将浸渍液通过雾化喷嘴以雾化液滴的形式喷涂在多孔载体表面。其中，浸渍液的喷入量VL与多孔载体的总孔体积VC的比值满足VL/VC＝0.23，雾化液滴的大小为200μm；转筒本体301内的温度为30℃，喷涂过程中，调整抽真空的条件使得由水产生的分压最高为10kPa。

[0096] 4、在喷涂过程中，将经浸渍的多孔载体连续输出至干燥带401上进行干燥，同时相应向转筒本体301中补充新鲜多孔载体。其中，干燥在常压下进行，温度为160℃，浸渍后样品在干燥带401上的停留时间为3小时。

[0097] 5、将干燥后的样品在460℃的温度下，焙烧5小时，从而得到催化剂。该催化剂的组成以及壳层率在表1中列出，沿多孔载体的径向截面由外层至芯部，钴元素的相对百分含量在表2中列出。

[0098] 对比例1

[0099] 采用与实施例1相同的方法制备催化剂，不同的是，步骤3中，喷涂的过程中，不开启真空泵，即在喷涂的过程中，不进行抽真空。

[0100] 制备的催化剂的组成以及壳层率在表1中列出。

[0101] 对比例2

[0102] 采用与实施例1相同的方法制备催化剂，不同的是，转筒本体301中不设置抽真空管线305，其中，用于穿过抽真空管线305的位置为一开口，喷涂过程中，该开口为敞开。制备的催化剂的组成以及壳层率在表1中列出。

[0103] 对比例3

[0104] 采用与实施例1相同的方法制备催化剂，不同的是，抽真空管线305上的抽气口没有填埋在多孔载体形成的层中。制备的催化剂的组成以及壳层率在表1中列出。

[0105] 实施例2

[0106] 采用与实施例1相同的方法制备催化剂，不同的是，步骤3中，喷涂过程中，不调整抽真空的条件，由水产生的分压最高为30kPa。

[0107] 制备的催化剂的组成以及壳层率在表1中列出，沿多孔载体的径向截面由外层至芯部，钴元素的相对百分含量在表2中列出。

[0108] 实施例3

[0109] 采用与实施例1相同的方法制备催化剂，不同的是，步骤4中，干燥的温度为120℃。制备的催化剂的组成以及壳层率在表1中列出，沿多孔载体的径向截面由外层至芯部，钴元素的相对百分含量在表2中列出。

[0110] 实施例4

[0111] 采用与实施例1相同的方法制备催化剂，不同的是，步骤4中，干燥在减压的条件下进行，压力(表压)为-45kPa，温度为160℃。

[0112] 制备的催化剂的组成以及壳层率在表1中列出，沿多孔载体的径向截面由外层至芯部，钴元素的相对百分含量在表2中列出。

[0113] 实施例5

[0114] 1、将200kg由1.6mm孔板挤出的蝶形γ-氧化铝颗粒(颗粒长度为2-4毫米，吸水率为1.0毫升/克)作为多孔载体并放入多孔载体储罐101中。

[0115] 2、将钼酸铵、偏钨酸铵、硝酸镍和磷酸溶解于水中，配制成浸渍液(MoO3的浓度为225克/升，WO3的浓度为99克/升，NiO的浓度为50克/升，磷元素的浓度为39克/升)并将其置于浸渍液储罐201中。

[0116] 3、向转筒本体301中送入多孔载体，并转动转筒本体301(转筒本体301的内壁设置有扬料板306，扬料板306的径向截面为梯形，x＝2y，β为60°，z为0.12R；转筒本体301的轴线相对于水平面的倾斜角度为5°；转动速度为8转/分钟)，同时启动真空泵对转筒本体301进行抽真空(其中，在转筒本体301中沿转轴方向，等间隔布置3根抽真空管线305，每根抽真空管线305上的抽气口填埋在由多孔载体形成的层中并且抽气口为沿抽真空管线305等间隔分布，抽气口朝向承载多孔载体的内壁，即抽气口朝下)，将转筒本体
301内的相对真空度稳定为-70kPa(即，基准相对真空度)。

[0117] 然后，维持转筒本体301的转动条件不变，伴随抽真空，向转筒本体301中送入浸渍液，将浸渍液通过雾化喷嘴以雾化液滴的形式喷涂在多孔载体表面。其中，浸渍液的喷入量VL与多孔载体的总孔体积VC的比值满足VL/VC＝0.5，雾化液滴的大小为120μm；转筒本体301内的温度为50℃，喷涂过程中，调整抽真空的条件使得由水产生的分压最高为15kPa。

[0118] 4、在喷涂过程中，将经浸渍的多孔载体连续输出至干燥带401上进行干燥，同时相应向转筒本体301中补充新鲜多孔载体。其中，干燥在常压下进行，温度为140℃，多孔载体在干燥带401上的停留时间为5小时。

[0119] 5、将干燥后样品在480℃的温度下，焙烧4小时，从而得到催化剂。

[0120] 该催化剂的组成以及壳层率在表1中列出，沿多孔载体的径向截面由外层至芯部，钼元素的相对百分含量在表2中列出。

[0121] 对比例4

[0122] 采用与实施例5相同的方法制备催化剂，不同的是，喷涂的过程中，不开启真空泵，即在喷涂的过程中，不进行抽真空。

[0123] 制备的催化剂的组成以及壳层率在表1中列出。

[0124] 对比例5

[0125] 采用与实施例5相同的方法制备催化剂，不同的是，抽真空管线305上的抽气口没有填埋在多孔载体形成的层中。制备的催化剂的组成以及壳层率在表1中列出。

[0126] 实施例6

[0127] 1、将200kg由1.6mm孔板挤出的蝶形γ-氧化铝颗粒(颗粒长度为2-4毫米，吸水率为1.0毫升/克)作为多孔载体并放入多孔载体储罐101中。

[0128] 2、将偏钨酸铵和硝酸镍溶解于水中，配制成浸渍液(WO3的浓度为402克/升，NiO的浓度为25克/升)并将其置于浸渍液储罐201中。

[0129] 3、向转筒本体301中送入多孔载体，并转动转筒本体301(转筒本体301的内壁设置有扬料板306，扬料板306的径向截面为梯形，x＝1.5y，β为75°，z为0.10R；转筒本体301的轴线相对于水平面的倾斜角度为8°；转动速度为5转/分钟)，同时启动真空泵对转筒本体301进行抽真空(其中，在转筒本体301中沿转轴方向，等间隔布置3根抽真空管线305，每根抽真空管线305上的抽气口填埋在由多孔载体形成的层中并且抽气口为沿抽真空管线305等间隔分布，抽气口朝向承载多孔载体的内壁，即抽气口朝下)，将转筒本体301内的相对真空度稳定为-80kPa(即，基准相对真空度)。

[0130] 然后，维持转筒本体301的转动条件不变，伴随抽真空，向转筒本体301中送入浸渍液，将浸渍液通过雾化喷嘴以雾化液滴的形式喷涂在多孔载体表面。其中，浸渍液的喷入量VL与多孔载体的总孔体积VC的比值满足VL/VC＝0.3，雾化液滴的大小为200μm；转筒本体301内的温度为45℃，喷涂过程中，调整抽真空的条件使得由水产生的分压最高为10kPa。

[0131] 4、在喷涂过程中，将经浸渍的多孔载体连续输出至干燥带401上进行干燥，同时相应向转筒本体301中补充新鲜多孔载体。其中，干燥在减压下进行，压力(为表压)为-8kPa，温度为120℃，多孔载体在干燥带401上的停留时间为2小时。

[0132] 5、将经干燥的多孔载体在500℃的温度下，焙烧2.5小时，从而得到催化剂。该催化剂的组成以及壳层率在表1中列出，沿多孔载体的径向截面由外层至芯部，钨元素的相对百分含量在表2中列出。

[0133] 对比例6

[0134] 采用与实施例6相同的方法制备催化剂，不同的是，喷涂的过程中，不开启真空泵，即在喷涂的过程中，不进行抽真空。

[0135] 制备的催化剂的组成以及壳层率在表1中列出。

[0136] 对比例7

[0137] 采用与实施例6相同的方法制备催化剂，不同的是，抽真空管线305上的抽气口没有填埋在多孔载体形成的层中。制备的催化剂的组成以及壳层率在表1中列出。

[0138] 实施例7

[0139] 采用与实施例6相同的方法制备催化剂，不同的是，步骤4中，干燥的温度为80℃。制备的催化剂的组成以及壳层率在表1中列出，沿多孔载体的径向截面由外层至芯部，钨元素的相对百分含量在表2中列出。

[0140] 实施例8

[0141] 采用与实施例6相同的方法制备催化剂，不同的是，步骤3中，抽气口为背向承载多孔载体的内壁(即，与浸渍液的喷射方向相对，即抽气口朝上)。

[0142] 制备的催化剂的组成以及壳层率在表1中列出，沿多孔载体的径向截面由外层至芯部，钨元素的相对百分含量在表2中列出。

[0143] 表1

[0144]编号 CoO，wt％ WO3，wt％ MoO3，wt％ NiO，wt％ P，wt％ 壳层率，％实施例1 11.4 / / / / 98
对比例1 11.6 / / / / 68
对比例2 11.8 / / / / 70
对比例3 11.0 / / / / 77
实施例2 11.8 / / / / 88
实施例3 11.7 / / / / 91
实施例4 11.5 / / / / 96
实施例5 / 4.0 9.6 2.1 1.6 97
对比例4 / 4.3 9.4 2.2 1.5 69
对比例5 / 3.9 8.7 1.4 1.2 77
实施例6 / 13.4 / 0.86 / 98
对比例6 / 13.5 / 0.83 / 72
对比例7 / 13.0 / 0.81 / 79
实施例7 / 13.4 / 0.83 / 90
实施例8 / 13.2 / 0.83 / 92

[0145] 从表1的结果可以看出，由采用本实用新型的浸渍转筒的浸渍系统制备的催化剂具有较高的壳层率，从而能重复稳定地制备壳层分布型催化剂，使得制备的催化剂具有稳定的催化活性。

[0146] 将实施例1与对比例3、实施例5与对比例5、实施例6与对比例7进行比较可以看出，如果抽真空管线的抽气口没有填埋在由多孔载体形成的层中，制备的催化剂的壳层率仍然比较低，其原因可能在于吸附过程中产生的溶剂蒸气可能被包埋在由多孔载体形成的层中，无法被及时抽出，并且即使被抽吸出来，蒸气也需要穿过由多孔载体形成的层，从而无法及时消除由此产生的负面影响。

[0147] 表2

[0148]

[0149] *：沿催化剂的径向截面，用EDX沿径向截面从最外层向芯部扫描，等间隔取5个点分别测量各点处催化活性组分的浓度，得到各催化活性组分的浓度与该点处铝元素浓度的比值。

[0150] 实施例9-12

[0151] 采用下述方法测试由实施例1-4制得的催化剂的性能。

[0152] 测试过程在固定床费托合成反应器中进行，催化剂用量为5克。

[0153] 催化剂在使用前进行还原。还原在常压下进行，其它条件为：氢气流量为1000NL/(g-cat·h)，以4℃/min的升温速率升温至400℃，保持5h。

[0154] 费托合成反应温度为220℃，H2/CO比为2，压力为2.5MPa，气体时空速率(GHSV)为-12000h 。结果在表3中列出。

[0155] 对比例9-11

[0156] 采用与实施例9-12相同的方法测试由对比例1-3制备的催化剂的性能。结果在表3中列出。

[0157] 表3

[0158]

[0159] 表3中，XCO表示CO的转化率， 和 分别表示C5以上(含C5)烃类的选择性和CH4的选择性。具体定义见下面的表达式：

[0160]

[0161]

[0162]

[0163] 其中，V1和V2分别表示在标准状况下，某时间段内进入反应系统的原料气的体积和流出反应系统的尾气体积；c1和c2分别表示原料气和尾气中对应物质的含量。ncon为某时间段内通过反应床层参与反应的CO的摩尔数， 为转化成CO2的CO的摩尔数， 为转化成CH4的CO的摩尔数， 为转化成CH4、C2烃、C3烃、和C4烃的CO的摩尔数。

[0164] 从表3的结果可以看出，由采用本实用新型提供的浸渍转筒的浸渍系统制得的催化剂对C5+烃类具有更高的选择性，对甲烷的选择性较低，同时还能获得较高的CO转化率。

[0165] 以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

[0166] 另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

[0167] 此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。