专利名称：用于将涂层悬浮液涂敷到载体结构的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将涂层悬浮液涂敷到载体结构的方法。
背景技术：
壳催化剂及它们的制备方法是现有技术中已知的。特定的壳催化剂例如通过将含 有粉末状载体氧化物和催化活性物质的涂层悬浮液涂敷到壳形式的载体结构上制备。利用 壳催化剂，在许多情况中实现比将催化活性物质负载到载体结构的核心中的催化剂具有更 高选择性的反应控制是可能的。 例如邻苯二甲酸酐(PA)当前主要借助于壳催化剂以高选择性制备。当前用于 制备PA的绝大多数壳催化剂是具有壳的壳催化剂，该具有壳的壳催化剂包含在形成为中 空圆柱体的非多孔滑石上的V205/Ti02壳催化剂。活性金属氧化物V205可能不是仅以晶体 V205颗粒的形式存在于这些催化剂的V205/Ti02系统中。这类壳催化剂通常通过使用涂层鼓 (coating drum)或流化床中的适当悬浮液进行涂布而制备。 但是，上面所指的技术在对应地产生的壳催化剂的层厚度的均匀性方面达到它们 的极限，事实上在各个壳催化剂的层厚度的均匀性和分批的壳催化剂的层厚度的均匀性方 面都是如此。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种方法，借助于该方法由涂层悬浮液开始的具有主要 均匀厚度的涂层可以涂敷到载体结构上。 这一目的通过使用设置为借助于工艺气体产生载体结构的流化床的设备的方法 来实现，其中该载体结构椭圆形地或环形地，优选环形地循环，所述方法包括以下步骤
a)用载体结构装填设备并借助于工艺气体产生载体结构流化床，其中载体结构在
流化床中椭圆形地或环形地，优选环形地循环； b)通过用涂层悬浮液喷涂在流化床中椭圆形地或环形地循环的载体结构而用涂 层悬浮液浸渍载体结构； c)干燥用涂层悬浮液喷涂的载体结构； d)任选地煅烧负载涂层悬浮液的固体含量的载体结构。 令人惊异的是，已经确立具有主要均匀的层厚的载体结构可以借助于本发明的方 法涂布。 涂层悬浮液是现有技术中已知的。那些是包含颗粒形式的至少一种金属氧化物 (例如，八1203、1102、21<)2等)的悬浮液。也可以使用不同金属氧化物的混合物。金属氧化 物通常分散于悬浮剂中，大多数情况下是水中，然后涂敷到载体上。涂敷最经常通过浸渍或 喷涂方法进行。另外，可以在悬浮液中包含再进一步的负载材料，如粘合剂、填充剂、稳定 剂、促进剂等等。在涂敷涂层悬浮液过程中和/或涂敷之后，进行干燥和任选地进行煅烧。 取决于在涂层催化剂工艺中的用途，涂层可以在下面的步骤中例如通过浸渍、喷涂、浸渍等等用例如或进一步用催化活性物质浸渍，其中通常可以随后进行进一步干燥和任选煅烧和 /或还原步骤。 在根据本发明的方法中，产生其中载体结构椭圆形地或环形地循环的流化床。在 现有技术中，床的颗粒到这些颗粒可以完全自由地运动的状态(流化床)的转变被称为松 散点(loosening point)(起始流化点)且对应的流化速率被称为松散速率。按照本发明， 优选的是在按照本发明的方法中流化速率高达松散速率4倍，优选高达松散速率3倍且更 优选高达松散速率2倍。 按照本发明的方法的替代实施方案，可以设置为流化速率高达松散速率常用对 数的1. 4倍，优选高达松散速率常用对数的1. 3倍和更优选高达松散速率常用对数的1. 2 倍。在按照本发明的方法的范围内，用悬浮液喷涂的载体结构优选通过工艺气体连续地干 燥。但是，也可以设置为在伴随连续干燥的浸渍之后进行独立的最终干燥步骤。例如在第 一种情况中，干燥速度和因此例如壳厚度的均匀性可以通过工艺气体的或载体结构的温度 设定，在第二种情况中干燥可以使用本领域技术人员已知合适的任何干燥方法进行。
用于实施本发明的方法的设备描述于例如WO 2006/027009 A1、DE 10248116 B3、 EP 0370167 A1、EP 0436787 B1、DE 19904147 A1、DE 202005003791 Ul中，其内容通过引 用并入本发明中。 按照本发明优选的更合适的流化床设备由例如Glatt GmbH(Binzen，德国)、 Aeromatic-Fielder AG(Bubendorf，瑞士 ) 、 Fluid Air Inc. (Aurora, Illinois, USA)、 0ystar Hiittlin GmbH(Schopfheim，德国)、Umang Pharmatech Pvt丄td. (Marharashtra， 印度)禾口 I翻jet Technologies (Stei體，德国)销售。 实施本发明的方法特别优选的流化床设备由Innojet Technologies以lnnOJet⑧
Ventilus或lnnojet⑧AirCoater的名称销售。这些设备包括具有固定地或或可运动地安
装的容器底部的圆筒形容器，该容器底部的中央设置有喷雾嘴。该底部由排列成一个在另
一个之上的阶梯形式的环板组成。工艺空气在各个板之间水平、离心地流入容器内，以环绕
流动分量朝向容器壁向外流动。形成所谓的气流床，在该所谓的气流床上载体结构首先朝
向容器壁向外运送。使载体结构向上偏转的垂直定向工艺空气流沿着容器壁向外侧引导。
如果已经到达顶部，载体结构沿着或多或少的切线段回到底部的中心，在这一过程中它们
经过喷嘴的喷射薄雾。在经过喷射薄雾后，所描述的运动过程再次开始。所描述的工艺空
气引导提供用于载体结构的主要均匀的、环形流化床样循环运动的基础。 与对应的常规流化床不同，喷雾和流化床中载体结构的流化床样椭圆形的或环样
循环运动的联合作用是各个载体结构以大致相同的频率经过喷雾嘴。另外，循环过程也观
察到各个载体结构绕其自身的轴旋转，由于这一原因载体结构特别均匀地涂布。 在按照本发明的方法中，载体结构椭圆形地或环形地、优选环形地在流化床中循
环。为提供所述结构如何在流化床中运动的概念，可以说明的是，在"椭圆形循环"的情况
中，载体结构在流化床中沿椭圆形路径在垂直平面中运动，长轴和短轴的大小发生变化。在
"环形循环"的情况中，载体结构在流化床中沿椭圆形路径在垂直平面中运动，长轴和短轴
的大小发生变化，且沿圆形路径在水平平面中运动，半径的大小发生变化。平均起来，在"椭
圆形循环"的情况中载体结构沿椭圆形路径在垂直平面中运动，在"环形循环"的情况中载
体结构沿环形路径运动，即载体结构螺旋形地行经具有垂直椭圆形截面的环形的表面。
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按照本发明的优选实施方案，设置为所述设备包括具有底部的工艺室，该工艺室 用于接受载体结构，在该底部的中心布置有环形间隙喷嘴。 为产生其中载体结构以在工艺学方面简单因而经济的方式椭圆形地或环形地循 环的载体结构流化床，按照本发明的进一步优选的实施方案设置为工艺室包括侧壁，其中 工艺气体以径向向外定位的水平运动分量通过工艺室的底部进料到工艺室中，该底部优选 由一个放置在另一个之上的数个部分重叠的环形导向板构成，在该环形导向板之间形成环 形槽。 因为工艺气体以径向向外定位的水平运动分量进料到工艺室中，因此产生在流化 床中载体结构的椭圆形循环。如果该结构要在流化床中环形地循环，载体结构也必须经历 进一步的环绕流动分量，其迫使该结构到环形路径上。该结构可以例如通过适当地将定向 的导轨连接到侧壁上以偏转该载体结构而经历该环绕流动分量。但是按照本发明的进一步 优选的实施方案设置为，进料到工艺室中的工艺气体经历环绕流动分量。因而以工艺学方 面简单的方式产生其中载体环形地循环的流化床。 为使进料到工艺室中的工艺气体经历环绕流动分量，按照本发明的方法的优选实 施方案可以设置为，适当成形和定向的工艺气体引导元件布置在环形导向板之间。作为这 一方式的替代方式或附加方式，可以设置为通过将另外的工艺气体以对角向上定位的运动 分量经过工艺室的底部进料到工艺室内、优选在工艺室的侧壁的区域内，进料到工艺室内 的工艺气体经历环绕流动分量。 可以设置为在流化床中循环的结构借助于环形间隙喷嘴通过使环形间隙喷嘴喷 射喷雾云而用悬浮液喷涂，其中喷雾云的对称面与设备底部的平面平行地延伸或者喷雾云 对角向上定向。由于喷雾云的360。圆周，向下中心运动的载体结构可以用溶液特别均匀地 喷涂。环形间隙喷嘴，即其口，优选完全嵌入流化床中。环形流化床的工艺空气按优选的对 角向上定向的喷涂方向支持。 如上面所述的，按照本发明的方法的优选实施方案设置为环形间隙喷嘴布置在容 器的底部中心且环形间隙喷嘴的口完全嵌入流化床中。因而确保喷雾云的液滴到它们遇 到载体为止所经过的距离相对较短，且因此所述液滴合并成较大的液滴保持相对较少的时 间，这可能不利于主要均匀的壳厚度的形成。 按照本发明的方法的进一步优选的实施方案，可以设置为在喷雾云的下侧产生气 体支撑垫。底垫使得底面保持基本上没有喷射的悬浮液，这意味着几乎所有喷射的悬浮液 都被引入流化床中，结果是几乎没有任何喷雾损失发生。 按照本发明的方法的进一步优选的实施方案，可以设置为载体结构由非多孔(密 实)材料或材料混合物形成，优选由滑石、石英(SiO》、瓷、氧化镁、二氧化锡、碳化硅、金红 石、氧化铝"1203)、硅酸铝、硅酸镁、硅酸锆形成或者由硅酸铈或由上述材料中的两种或多 种的混合物形成。 在按照本发明的范围内载体结构循环的过程中，这些经历机械荷载应力，这可能 导致早已涂覆上的涂层经历一定程度的磨损。特别是为了将结构的磨损保持在合理的限度 内，载体结构具有大于/等于20N，优选大于/等于30N，进一步优选大于/等于40N，最优选 大于/等于80N的硬度，且特别是20-150N的硬度。硬度是借助于SchleunigerPharmatron AG的8M片剂硬度测试机测定于13(TC干燥2小时后的99个结构的平均值而确定的，其中仪器设置如下
硬度N 与成形体的距离5. 00mm
时间延迟 0.80s
进料类型 6D
速度 0. 60mm/s 在成本的角度来看，空气优选在按照本发明的方法中用作工艺气体。也可以设置 为惰性气体用作工艺气体，例如氮气、甲烷、短链饱和烃、惰性气体中的一种，优选氦气、氖 气或氩气、卤代烃或其混合物。 按照本发明方法的进一步优选的实施方案，工艺气体可以在封闭回路中再循环到 设备中，特别是在昂贵气体如，举例来说氦气、氩气等的情况中。 按照本发明方法的进一步优选的实施方案，载体结构在悬浮液涂敷之前或涂敷过 程中加热，例如通过加热的工艺气体。按照本发明方法的进一步优选的实施方案，工艺气体 加热到优选高于/等于4(TC的温度，最好高于/等于6(TC的温度，更优选高于/等于70°C 的温度和最优选60-100°C的温度。 为防止喷雾云的液滴过早地干燥，按照本发明方法的进一步优选的实施方案可以 设置为工艺气体在进料到设备中之前用悬浮液的悬浮剂浓縮，优选在饱和蒸汽压(在工艺 温度下)的10-50%的范围内。 按照本发明方法的进一步优选的实施方案，加入到工艺气体的悬浮剂以及由结构 干燥得到的悬浮剂可以借助于合适的冷却聚集体、冷凝器和分离器与工艺气体分离并借助 于泵返回到悬浮剂富集器。 优选的是载体结构形成为球体、圆柱体、穿孔圆柱体、三叶体、四叶体、环状物、圈 体、星状体、车轮形或形成为线形，优选形成为棱纹线形或星状线形。 此外，优选的是涂层悬浮液包含颗粒形式的1102、、05和Sb203。除此之外或作为其 替代，金属氧化物如，举例来说，510231203、2102、沸石类、0203、] 003、￥03、吣205、13205、？6203 也可以包含在该悬浮液中。 进一步优选的是悬浮液另外包含磷酸盐化合物、碱或碱土金属化合物(如铯化合 物)及有机和/或无机粘合剂。 还优选的是涂层悬浮液喷涂到作为载体结构的环状物上。
另外，优选的是涂层悬浮液包含钼酸铁。 此外，优选的是涂层悬浮液包含Mo、 V和W的混合氧化物，或者Mo、 V和Nb的混合 氧化物，或者Ta以及任选的Te或Sb，其优选掺杂有Cu、 Mn或Fe。 本发明还涉及按照本发明的方法产生的壳催化剂，包含作为载体结构的成形体，
包含金属氧化物材料的壳应用到该成形体上，其中壳催化剂是多个壳催化剂的分批的组成
部分，其中该分批的壳催化剂的壳厚度标准差与该分批的壳催化剂的壳厚度平均值的比例
小于/等于20%，优选小于/等于15%，最好小于/等于12%和更优选小于/等于10%，
或者为3-18%，优选3_15%。这类壳催化剂可以通过按照本发明的方法获得。 各个壳催化剂的壳厚度优选通过对半切割壳催化剂和在显微镜下以9(TC间隔在
4个点测定层厚度来确定为平均值。
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标准差按照下式确定 CTx= 、/~^~， (JT'. - ^)2 扑-l台 其中 o x是标准差； N( = 100)是随机样本的大小(载体结构的数目；N等于100); &是随机样本的第i个载体上的壳厚度； X是随机样本的壳厚度经验平均值(因此是随机样本的算术平均值)，其按照下式 确定
一i w 义-^Z^ 这样的壳催化剂组可以通过按照本发明的方法制备。 本发明还涉及设置为借助于工艺气体产生其中载体结构椭圆形地或环形地循环 的载体结构流化床的设备用于将涂层悬浮液涂敷到载体结构上或用于进行按照实现本发 明的方法的用途。 按照本发明用途的优选实施方案，设置为该设备包括具有底部的工艺室，在该底 部的中心布置有环形间隙喷嘴。 按照本发明用途的优选实施方案，设置为工艺室包括侧壁和底部，其中所述底部 由一个放置在另一个之上的数个部分重叠的环形导向板构成，在该环形导向板之间形成环 形槽，工艺气体可以经由该环形槽以径向向外定位的水平运动分量进料。因而可能以工艺 学方面简单的方式形成其中成形体以特别均匀的方式椭圆形地或环形地循环的流化床，这 通过产品质量的提高完成。 为了确保结构特别均匀地喷涂，按照进一步的实施方案可以设置为喷嘴口形成为 喷雾云，其水平镜面平行于底部平面延伸，可以利用其进行喷射。 按照本发明用途的进一步优选的实施方案，设置为对角向上定向的喷雾云可以利
用喷嘴喷射，优选向上定向的喷雾锥形式的喷雾云，其中这优选支持工艺气体。 还可以优选的是，载气的出口设置在环形间隙喷嘴的口和安置在其下方的底部之
间，以在喷雾云的下侧产生支撑垫。底部空气垫保持底部表面没有喷射的悬浮液。 按照本发明用途的进一步优选的实施方案，设备中的载气由环形间隙喷嘴本身和
/或通过工艺气体提供。这些措施使得载气能够以许多的方式产生。可以在环形间隙喷嘴
本身提供部分喷涂气体经由流出的出口，从而利于形成载气。另外或可选择地，流经底部的
部分工艺气体可以引导向喷雾云的下侧并因而利于形成载气。 按照本发明的进一步的实施方案，环形间隙喷嘴具有圆锥形或双曲线头且口沿圆 形锥截面运行。因而确保垂直向下运动的结构均匀地和以目标方式通过锥体导致喷雾云， 该喷雾云在锥体的下端从圆形喷雾间隙喷射。 按照用途的进一步的实施方案，在口和安置在其下方的底部之间设置优选具有用 于载气的通道开口的截锥形或双曲线壁。这一措施具有优势，前面提到的锥体处的和谐偏 转(harmonic deflection)运动通过截锥形的延续来维持，且在该区域中载气可以通过通
9道开口流出并在喷雾云的下侧提供相应的支持。 在按照本发明用途的进一步的方式中，用于工艺气体通道的环形槽形成在截锥形 或双曲线壁的下侧之间。这一措施具有优势，载体结构转移到底部的空气垫上可以特别良 好地控制和可以以在恰在喷嘴下方的目标方式完成。 为了能够将喷雾云以所需的高度引入流化床中，优选的是喷嘴口的位置是可调节 高度的。 按照本发明的用途的进一步的方式，导向元件布置在环形导向板之间，所述导向 元件将环绕流动分量施加于所通过的工艺气体。
具体实施例方式
下面的实施例用于举例说明本发明。
对比实施例1 : 邻苯二甲酸酐(PA)催化剂 移除50个中空圆柱体，对半切割并在显微镜下以90°的间隔在4个点测定层厚 度。中空圆柱体的层厚度相当于4个测量值的平均值。所测量的所有成形体的72%具有 158iim的层厚度。
实施例1 : 与对比实施例1中类似地制备催化剂，区别在于来自Innojet，Steinen，德国的名 称为InnOJet⑧AirCoater的流化床涂布机用于产生其中滑石体环形地循环的流化床。
移除50个中空圆柱体，对半切割并在显微镜下以90°的间隔在4个点测定层厚 度。中空圆柱体的层厚度相当于4个测量值的平均值。所测量的所有成形体的90%具有 130iim的层厚度。
对比实施例2 :
甲醛(FA)催化剂 为在流化床涂布机(Unilab , Oystar Hiittlin， Schopfheim，德国)中制备具 有20wt^的活性物质含量(组分a)、20wt^的有机粘合剂(组分b)固体含量和lwt^的 无机促进粘附组分(组分(c))的固体含量的甲醛催化剂，700g中空圆柱体形式(尺寸 5X5X2. 5mm)的滑石体(密度2. 7g/cm3)用如下制备的悬浮液涂布 1100ml去矿物水置于玻璃容器中。184g活性物质粉末(Fe2 (Mo04) 3和Mo03的混合 物，按照EP 1674156 Al的实施例1制备(摩尔比Mo : Fe = 2. 5))在搅拌的同时进行悬 浮。为了更好地均质化，悬浮液用Ultra-Turrax (设置6)处理3分钟。在搅拌的同时， 加入9. 22g的Zr(^溶胶(20X固体含量，醋酸盐稳定的，来自Nyacol，商品名NYACOL
10Zirconia (acetates))。悬浮液的pH利用25%氨溶液设定在4。 92g有机粘合剂(水和来 自Air Products的乙烯乙酸酯/乙烯共聚物(EP65)的50%分散液)加入到悬浮液中且悬 浮液在搅拌的同时均质化1小时。 为进行涂布，悬浮液喷涂到在8(TC借助于温度控制的工艺气体产生的流化床上。
移除50个中空圆柱体，对半切割并在显微镜下以90°的间隔在4个点测定层厚 度。中空圆柱体的层厚度相当于4个测量值的平均值。所测量的所有成形体的74%具有 300iim的层厚度。
实施例2 : 与对比实施例2中类似地制备催化剂，区别在于来自Innojet，Steinen，德国的名 称为InnOJet⑧AirCoater的流化床涂布机用于产生其中滑石体环形地循环的流化床。
移除50个中空圆柱体，对半切割并在显微镜下以90°的间隔在4个点测定层厚 度。中空圆柱体的层厚度相当于4个测量值的平均值。所测量的所有成形体的88%具有 250iim的层厚度。
对比实施例3 :
丙烯酸催化剂 为在流化床涂布机(Unilab , Oystar Hiittlin，Schopfheim，德国)中制备具有 20wt^的活性物质含量(组分a)、20wt^的有机粘合剂(组分b)固体含量和lwt^的无机 促进粘附组分(组分(c))的固体含量的催化剂，700g中空圆柱体形式(尺寸5X5X2. 5mm) 的滑石体(密度2. 7g/cm3)用如下制备的悬浮液涂布 1100ml去矿物水置于玻璃容器中。184g活性物质粉末(Cu/MoVWOx)在搅拌的同时
进行悬浮。为了更好地均质化，悬浮液用Ultra-Turrax (设置6)处理3分钟。在搅拌
的同时，向其加入9. 22g的Zr(^溶胶(20%固体含量，醋酸盐稳定的，来自Nyacol，商品名 NYACOL Zirconia(醋酸盐))。悬浮液的pH利用25%氨溶液设定在4。 92g有机粘 合剂(水和来自Air Products的乙烯乙酸酯/乙烯共聚物(EP65)的50%分散液)加入到 悬浮液中且悬浮液在搅拌的同时均质化1小时。 为进行涂布，悬浮液喷涂到在8(TC借助于温度控制的工艺气体产生的流化床上。
移除50个中空圆柱体，对半切割并在显微镜下以90°的间隔在4个点测定层厚 度。中空圆柱体的层厚度相当于4个测量值的平均值。所测量的所有成形体的72%具有 2480iim的层厚度。
实施例3 : 与对比实施例3中类似地制备催化剂，区别在于来自Innojet，Steinen，德国的名 称为Innojet⑧AirCoater的流化床涂布机用于产生其中滑石体环形地循环的流化床。
移除50个中空圆柱体，对半切割并在显微镜下以90°的间隔在4个点测定层厚 度。中空圆柱体的层厚度相当于4个测量值的平均值。所测量的所有成形体的92%具有 1680iim的层厚度。
附图 下面对用于实施本发明方法的优选设备的描述及对作为载体结构的催化剂载体
成形体运动路径的描述与附图结合说明本发明。附图中
图1A用于实施按照本发明的方法的优选设备的垂直剖面11
图IB图1A中标记为IB的框区域的放大图； 图2A优选设备的透视剖面图，其中示意性地表示两个椭圆形地循环的催化剂载 体成形体的运动路径； 图2B按照图2A的优选设备和运动路径的俯视图； 图3A优选设备的透视剖面图，其中示意性地显示环形地循环的催化剂载体成形 体的运动路径； 图3B按照图3A的优选设备和运动路径的俯视图。 整体以数字10表示的用于实施按照本发明的方法的设备在图1A中示出。
设备10具有带直立圆筒形侧壁18的容器20，侧壁18环绕工艺室15。
工艺室15具有底部16，底部16下面是鼓风室30。 底部16由作为导向板的一个放置在另一个之上的总共七个环形板组成。该七个 环形板以这样方式一个在另一个之上设置，该方式为最外侧环形板25形成为最外侧的环 形板，然后在该最外环形板上的其它六个内环形板每一个在其下方部分重叠地放置。
为清楚的原因，该总共七个环形板中仅部分具有附图标记，例如两个部分重叠的 环形板26和27。由于这种重叠和间隔，在各种情况中在两个环形板之间形成环形槽28，工 艺空气40可以通过该环形槽28以主要水平定位的运动分量作为工艺气体流经底部16。
环形间隙喷嘴50从下方插入中心最上面的内环形板29的中心开口中。环形间隙 喷嘴50具有口 55， 口 55总共有三个开口间隙52、53和54。所有这三个开口间隙52、53和 54的方向使得大致平行于底部16喷射，因此大致水平地喷射，从而覆盖360。的角度。可 选择地，喷雾喷嘴可以设计为使得喷射锥对角地向上延伸。喷射空气表示为经由上间隙52 和下间隙54的喷射气体，待喷射的悬浮液表示为通过中心间隙53。 环形间隙喷嘴50具有向下延伸的杆状体56并包含本身已知的且因此未在附图中 示出的相应通道和进料管线。环形间隙喷嘴50可以用例如所谓的旋转环形间隙形成，其中 溶液经其喷出的通道壁相对于彼此旋转，以避免喷嘴的堵塞，因此使得在360°的圆周角上 从间隙53均匀喷出成为可能。 环形间隙喷嘴50具有开口间隙52上方的锥形头57。 在开口间隙54下面的区域中是截锥形壁58，其具有许多小孔59。如可从图1B中 看到的，截锥形壁58的下侧搁置在最内环形板29上，以这样的方式，工艺空气40可以通过 的槽60形成在截锥形壁58的下侧与安置在下面且与其部分重叠的环形板29之间。
外环25与壁18间隔一定距离，结果是工艺空气40可以沿附图标记61指明的箭 头的方向以主要垂直分量进入工艺室15，且因而为通过槽28进入工艺室15的工艺空气40 提供相对急剧地向上定位的分量。 图1A的右半部分显示进入后在设备10中形成什么样的关系。
从开口间隙53流出悬浮液的喷雾云70，其水平镜面大体平行于底部平面延伸。流 经截锥形壁58中的小孔59的空气，其可以是例如工艺空气40，在喷雾云70的下侧形成载 气流72。如附图标记74指明的箭头所表示的，沿壁18工艺空气40由此向上偏转的方向 上的径向流由流经多个槽28的工艺空气40形成。成形体通过壁18的区域中的偏转工艺 空气40引导向上。然后工艺空气40和待处理的催化剂载体成形体彼此分离，其中工艺空 气40通过出口放出，而成形体如箭头75所示向内径向运动并由于重力的作用沿环形间隙喷嘴50的锥形头57的方向向下垂直行进。向下运动的成形体在此偏转，被带到喷雾云70 的下侧并在此用喷雾介质处理。喷射的成形体然后再次朝向壁18运动在该过程中彼此远 离，因为在离开喷雾云70后环形开口间隙53处的成形体具有大得多的空间。在喷雾云70 的区域中，待处理的成形体遇到喷射的悬浮液并沿朝向壁18的运动方向运动从而保持彼 此分离，并非常均匀和和谐地用加热的工艺空气40进行处理，即干燥。
两个椭圆形地循环的催化剂载体成形体的两种可能的运动路径通过附图标记210 和220指明的曲线形在图2A中示出。椭圆形运动路径210与理想椭圆路径相比在长轴和 短轴的尺寸上显示相对大的变化。另一方面，椭圆形运动路径220在长轴和短轴的尺寸上 显示相对小的变化并描述了近似于理想椭圆形路径而没有环绕(水平)的运动分量，如可 以从图2B中看到的。 环形地循环的催化剂载体成形体的可能的运动路径通过附图标记310指明的曲 线形显示于图3A中。环形行进运动路径310描述了实际上均匀环形的表面部分，其垂直截 面是椭圆形的且其水平截面是环形的。图3B在平面图中显示运动路径310。
1权利要求
用于将涂层悬浮液涂敷到载体结构的方法，其中所述方法使用设置为借助于工艺气体(40)产生载体结构的流化床的设备(10)进行，其中所述载体结构椭圆形地或环形地，优选环形地循环，所述方法包括以下步骤a)用载体结构装填设备(10)并借助于工艺气体(40)产生载体结构流化床，其中所述载体结构在流化床中椭圆形地或环形地，优选环形地循环；b)通过用涂层悬浮液喷涂在流化床中椭圆形地或环形地循环的载体结构而用涂层悬浮液浸渍载体结构；c)干燥用涂层悬浮液喷涂的载体结构；d)任选地煅烧负载有涂层悬浮液的固体含量的载体结构。
2. 根据权利要求1的方法，其特征在于所述设备(10)包括具有底部(16)的工艺室 (15)，在该底部的中心布置有环形间隙喷嘴(50)。
3. 根据权利要求2的方法，其特征在于所述工艺室(15)进一步包括侧壁(18)，其中所 述工艺气体(40)以向外径向定位的水平运动分量通过工艺室(15)的底部(16)进料到工 艺室(15)中，所述底部优选由一个放置在另一个之上的数个部分重叠的环形导向板(25， 26，27，29)构成以产生载体结构流化床，在该环形导向板之间形成环形槽(28)。
4. 根据权利要求3的方法，其特征在于进料到工艺室(15)中的所述工艺气体(40)经 历环绕流动分量。
5. 根据权利要求4的方法，其特征在于进料到工艺室(15)中的所述工艺气体(40)借 助于布置在环形导向板(25，26，27，29)之间的导向元件经历环绕流动分量。
6. 根据权利要求4或5的方法，其特征在于通过将另外的工艺气体(61)以对角向上的 运动分量经过工艺室(15)的底部(16)进料到工艺室(15)内、优选在工艺室(15)的侧壁 (18)的区域内，进料到工艺室(15)内的工艺气体(40)经历环绕流动分量。
7. 根据权利要求2-6中任一项的方法，其特征在于所述环形间隙喷嘴(50)雾化产生与 底部(16)的平面平行的喷雾云(70)。
8. 根据权利要求7的方法，其特征在于所述环形间隙喷嘴(50)的口 (55)嵌入流化床中。
9. 根据权利要求7或8的方法，其特征在于气体支撑垫(72)在喷雾云(70)的下侧产生。
10. 根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于所述载体结构由非多孔材料或 材料混合物形成，优选由滑石、石英(SiO》、瓷、氧化镁、二氧化锡、碳化硅、金红石、氧化铝 "1203)、硅酸铝、硅酸镁、硅酸锆形成或者由硅酸铈形成或由两种或多种上述材料的混合物 形成。
11. 根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于所述载体结构具有大于/等于 20N，优选大于/等于30N，更优选大于/等于40N和最优选大于/等于80N的硬度。
12. 根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于所述工艺气体(40)选自空气、氧 气、氮气和惰性气体，优选氦气和氩气。
13. 根据前述权利要求任一项的方法，其特征在于所述工艺气体(40)加热到优选高于 /等于40°C的温度，最好高于/等于60°C的温度，更优选高于/等于70°C的温度和最优选 60-100。C的温度。
14. 根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于工艺气体(40)在进料到工艺室 (15)中之前优选在饱和蒸汽压的10-50%范围内富集涂层悬浮液的悬浮剂，例如水。
15. 根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于载体结构形成为球体、圆柱体、穿 孔圆柱体、三叶体、四叶体、环状物、圈体、星状体、车轮形或形成为线形，优选形成为棱纹线 形或星状线形。
16. 根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于所述涂层悬浮液包含微粒形式的 Ti02、V205和Sb203。
17. 根据权利要求16的方法，其特征在于所述悬浮液进一步包含磷酸盐化合物、碱和/ 或碱土金属化合物及有机和/或无机粘合剂。
18. 根据权利要求16或17的方法，其特征在于所述涂层悬浮液喷涂到作为载体结构的 环状物上。
19. 根据前述权利要求1-15中任一项的方法，其特征在于所述涂层悬浮液包含钼酸铁。
20. 根据前述权利要求1-15中任一项的方法，其特征在于所述涂层悬浮液包含Mo、V和 W的混合氧化物，或者Mo、 V和Nb的混合氧化物，或者Ta以及任选的Te或Sb，其优选掺杂 有Cu、Mn或Fe。
21. 根据前述权利要求的方法制备的壳催化剂，包含含有金属氧化物材料的壳应用到 其中的成形体，其特征在于所述壳催化剂是多个壳催化剂的分批的组成部分，其中分批的 壳催化剂的壳厚度标准差与分批的壳催化剂的壳厚度平均值的比例小于/等于20%，优 选小于/等于15 % ，最好小于/等于12%和更优选小于/等于10 % ，或者为3-18% ，优选 3-15%。
22. 设备(10)的用途用于将涂层悬浮物涂敷到载体结构上或用于实施根据前述任一 权利要求的方法，所述设备设置为借助于工艺气体(40)产生催化剂载体成形体的流化床， 在载体结构的流化床中载体结构椭圆形或环形地，优选环形地循环。
23. 根据权利要求22的用途，其特征在于所述设备(10)包括具有底部(16)的工艺室 (15)，在该底部的中心布置有环形间隙喷嘴(50)。
24. 根据权利要求23的用途，其特征在于所述工艺室(15)进一步包括侧壁(1S)，其中 所述底部(16)由一个放置在另一个之上的数个部分重叠的环形导向板(25， 26， 27， 29)构 成，在该环形导向板之间形成环形槽(28)，工艺气体(40)可以以向外径向定位的水平运动 分量经由该环形槽进料。
25. 根据权利要求23或24的用途，其特征在于形成所述环形间隙喷嘴(50)的口 (55)， 使得可以通过该喷嘴(50)喷射与底部平面平行的喷雾云(70)。
26. 根据权利要求25的用途，其特征在于用于载气的出口 (59)设置在环形间隙喷嘴 (50)的口 (55)和安置于其下方的底部(16)之间，以在喷雾云(70)的下侧产生支撑垫。
27. 根据权利要求26的用途，其特征在于所述载气可以通过环形间隙喷嘴(50)本身和 /或通过工艺气体(40)提供。
28. 根据权利要求23-27中任一项的用途，其特征在于所述环形间隙喷嘴(50)具有锥 形头(57)，且特征在于所述口 (55)沿锥形截面的圆形圆周线延伸。
29. 根据权利要求23-28中任一项的用途，其特征在于在喷嘴(50)的口 (55)和安置在其下方的底部(16)之间的区域中布置有截锥形或双曲线形壁(58)，其优选具有用于载气 的通道开口 (59)。
30. 根据权利要求29的用途，其特征在于用于工艺气体(40)的通道的环形槽(60)形 成在截锥形或双曲线壁(58)的下侧和安置在其下方的底部(16)之间。
31. 根据权利要求23-30中任一项的用途，其特征在于喷嘴(50)的口 (55)的位置是可 调节高度的。
32. 根据权利要求24-31中任一项的用途，其特征在于导向元件布置在环形导向板 (25， 26， 27， 29)之间，所述导向元件将环绕流动分量施加于所通过的工艺气体。
全文摘要
本发明涉及一种用于将涂层悬浮液涂敷到载体结构的方法。为提供一种由涂层悬浮液开始的具有主要均匀厚度的涂层可以借以涂敷到载体结构上的方法，本发明公开了使用设置为借助于工艺气体(40)产生载体结构的流化床的设备(10)，其中该载体结构具有椭圆形或环形流动，优选环形。该方法包括步骤a)用载体结构装填设备(10)并借助于工艺气体(40)产生载体结构流化床，在流化床中的载体结构具有椭圆形或环形的流动；b)通过用所述悬浮液喷涂以椭圆形或环形流动的载体结构而用涂层悬浮液浸渍载体结构；c)干燥已用涂层悬浮液喷涂的载体结构；d)任选地煅烧负载涂层悬浮液的固体含量的载体结构。
文档编号B01J37/02GK101795768SQ200880101150
公开日2010年8月4日 申请日期2008年6月2日 优先权日2007年5月31日
发明者克里斯蒂安·圭克凯尔, 吉哈德·麦斯多, 巴斯蒂安·卡丁, 马文·埃斯登费德 申请人:南方化学股份公司