氣態(tài)烴類蒸汽預(yù)轉(zhuǎn)化催化劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于烴類蒸汽轉(zhuǎn)化【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種氣態(tài)烴類蒸汽預(yù)轉(zhuǎn)化催化劑及其制備方法和應(yīng)用。所述的氣態(tài)烴類蒸汽預(yù)轉(zhuǎn)化催化劑，該催化劑以金屬Ni為活性組分，MgO為載體，Al2O3為載體和助劑，催化劑組分以氧化物重量計(jì)算，含19-24份的NiO，60-72份的MgO，9-15份的Al2O3，且在制備該催化劑的老化過程中采用超聲波。該催化劑適用于氣態(tài)烴類原料蒸汽預(yù)轉(zhuǎn)化，在溫度325-650℃、水碳比0.5-4.5mol/mol、碳空速≤6000h-1、壓力常壓至4.0MPa工藝條件下，制取氫氣、氨合成氣、甲醇合成氣、羰基合成氣、城市煤氣等，具有良好的低溫轉(zhuǎn)化活性、強(qiáng)度高，對原料和工藝條件的適應(yīng)性強(qiáng)，C2以上烴類轉(zhuǎn)化率＞99%。
【專利說明】氣態(tài)烴類蒸汽預(yù)轉(zhuǎn)化催化劑及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于烴類蒸汽轉(zhuǎn)化【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種氣態(tài)烴類蒸汽預(yù)轉(zhuǎn)化催化劑及 其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 在烴類原料催化蒸汽轉(zhuǎn)化制取氫氣或合成氣的工藝過程中，烴類原料通常先經(jīng)過 預(yù)轉(zhuǎn)化過程，所述的烴類原料如天然氣、液化石油氣（LPG)、煉廠氣等氣態(tài)烴類。
[0003] 烴類原料經(jīng)過蒸汽轉(zhuǎn)化生產(chǎn)氫氣或合成氣的主要反應(yīng)如下：
[0004] CnHm+nH20 ^ nC0+ (n+m) H2 (1)
[0005] CnHm+ (2n-m/2)H2 ^ nCH4 (2)
【權(quán)利要求】
1. 一種氣態(tài)烴類蒸汽預(yù)轉(zhuǎn)化催化劑，其特征在于：該催化劑為鎳-鎂-鋁體系催化 劑，以金屬Ni為活性組分，MgO和A1 203為載體，A1203為助劑；該催化劑中，以氧化物重量 計(jì)算，含 19-24 份的 Ni0,60-72 份的 Mg0,9-15 份的 A1203, Na 彡 0· 05wt%，K 彡 0· 05wt. %， Si02 < 0. lwt%，F(xiàn)e203 < 0. 05wt%，在制備催化劑的過程中，采用超聲波對催化劑進(jìn)行老化。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣態(tài)烴類蒸汽預(yù)轉(zhuǎn)化催化劑，其特征在于：超聲波頻率為 20-50KHZ，聲強(qiáng)不大于 0· 4-lW/cm2。
3. -種權(quán)利要求1所述的氣態(tài)烴類蒸汽預(yù)轉(zhuǎn)化催化劑的制備方法，其特征在于：將鎳、 鎂、鋁的鹽類水溶液相互混合后滴加到沉淀劑中進(jìn)行沉淀反應(yīng)，沉淀反應(yīng)結(jié)束后依次經(jīng)超 聲波老化、洗滌、干燥、脫水分解制得半成品催化劑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣態(tài)烴類蒸汽預(yù)轉(zhuǎn)化催化劑的制備方法，其特征在于：沉淀 劑采用碳酸鹽或堿，沉淀劑水溶液的金屬離子摩爾濃度為〇. 5-3. Omol/L。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣態(tài)烴類蒸汽預(yù)轉(zhuǎn)化催化劑的制備方法，其特征在于：鎳、 鎂、鋁的鹽類水溶液為硝酸鹽、硫酸鹽、草酸鹽或醋酸鹽的水溶液，其金屬離子的摩爾濃度 為 1. 0-4. Omol/L。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣態(tài)烴類蒸汽預(yù)轉(zhuǎn)化催化劑的制備方法，其特征在于：沉 淀反應(yīng)進(jìn)行時(shí)，向沉淀劑中滴加鎳、鎂、鋁的鹽類水溶液；鎳、鎂、鋁的鹽類水溶液的溫度為 45-90°C，沉淀劑水溶液的溫度為45-90°C ;鎳、鎂、鋁的鹽類水溶液的溫度比沉淀劑水溶液 的溫度高2-5°C ;滴加速度0. 1-0. 4mol/min，滴加完畢繼續(xù)攪拌的時(shí)間控制在15-30分鐘， 制得漿液；攪拌速度控制在〇. 20-0. 42rad/s。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣態(tài)烴類蒸汽預(yù)轉(zhuǎn)化催化劑的制備方法，其特征在于： 所述的老化：老化時(shí)間為1-12小時(shí)；超聲波頻率為20-50KHZ，聲強(qiáng)不大于0. 4-1W/ cm2 ； 所述的洗滌：采用去離子水，洗滌溫度為45-90°C，洗滌用水量為催化劑質(zhì)量的50-600 倍；洗滌至用〇. 1%濃度二苯胺硫酸試劑滴定為無色時(shí)，洗滌結(jié)束； 所述的干燥：將沉淀物加熱到120_125°C進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間24-48h ; 所述的脫水、分解：將沉淀物加熱到400-500°C，進(jìn)行脫水分解，時(shí)間為l_6h。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣態(tài)烴類蒸汽預(yù)轉(zhuǎn)化催化劑的制備方法，其特征在于：將制 得的半成品催化劑，以100重量份數(shù)計(jì)，加入3-5份潤滑劑，置于球磨罐中混合球磨10-60 分鐘，經(jīng)過球磨的物料能夠達(dá)到90wt. %以上通過120目篩網(wǎng)；在球磨后的物料中加入5-13 份的水，混合均勻，碾壓，造粒，物料能通過20目篩網(wǎng)即可，壓制成型；潤滑劑為石墨、石蠟 或硬脂酸鹽中的一種或多種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3-8任一所述的氣態(tài)烴類蒸汽預(yù)轉(zhuǎn)化催化劑的制備方法，其特征在 于： 該催化劑為圓柱形或雙球面七孔蜂窩狀異形環(huán)狀，堆密度1. 1-1. 2g/mL ; 該催化劑為圓柱形時(shí)，直徑為3. 5-6_，高度為3. 5-6_，側(cè)壓強(qiáng)度達(dá)180N/顆以上； 該催化劑為雙球面七孔蜂窩狀異形環(huán)狀時(shí)，外徑為l〇_16mm，內(nèi)徑0. 5-2. 0mm，孔數(shù)7 個(gè)，高度為8-11mm，孔向側(cè)壓強(qiáng)度達(dá)200N/顆以上； 本發(fā)明的催化劑孔隙分三種類型： (1)孔隙尺寸在50-75nm的中孔，占總孔容積的10%-12% ; (2) 孔隙尺寸在300-500nm的大孔，占總孔容積的4%-6% ; (3) 孔隙尺寸在10nm左右的小孔，占總孔容積的82%-86%。
10. -種權(quán)利要求1所述的氣態(tài)烴類蒸汽預(yù)轉(zhuǎn)化催化劑的應(yīng)用，其特征在于：采用該 催化劑進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)器入口溫度320-650°C，出口溫度320-650°C，反應(yīng)壓力常壓至 4. OMPa，反應(yīng)的水碳比控制在0. 5-4. 5,碳空速彡ΘΟΟΟΙΓ1。
【文檔編號(hào)】C01B3/40GK104248956SQ201310256571
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月25日
【發(fā)明者】王昊, 姜建波, 薛紅霞, 白志敏, 齊煥東, 趙慶魯, 梁衛(wèi)忠, 趙沁, 余漢濤 申請人:中國石油化工股份有限公司