[發(fā)明專利]一種氣態(tài)烴、液態(tài)烴兩用預(yù)轉(zhuǎn)化催化劑及其制備方法

有效

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• 申請日: 2010-08-04
• 公開（公告）號: CN101912782A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李玉富;李海濤;李澤軍;姚良琮;趙丹;盛勝慶;李啟強(qiáng);顏智;蒙高碧
• 申請（專利權(quán)）人: 西南化工研究設(shè)計院;上海石洞口煤氣制氣有限公司
• 主分類號: B01J23/78
• 分類號: B01J23/78;C01B3/40
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 劉明芳;吳彥峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于烴類轉(zhuǎn)化催化劑技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種氣態(tài)烴、液態(tài)烴兩用預(yù)轉(zhuǎn)化制氫、合成氨、甲醇合成氣、城市煤氣等用的催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

三十年代，英國煤氣公司、西德魯奇公司相繼開發(fā)了以天然氣及石腦油為原料生產(chǎn)氫、合成氨、甲醇合成氣、城市煤氣的工藝技術(shù)（Rich?Gas?Process）。該工藝過程是：氣態(tài)烴、液態(tài)烴（石腦油、液化氣等）與水蒸汽在鎳催化劑存在下，于400℃～500℃，壓力3.0MPa～4.0MPa的條件下，使原料中的烴轉(zhuǎn)化成富甲烷氣體（簡稱預(yù)轉(zhuǎn)化）。然后根據(jù)不同的要求，把這種富甲烷氣進(jìn)一步變成氫氣、合成氣、甲醇的原料氣，或直接作為城市煤氣使用。

采用預(yù)轉(zhuǎn)化工藝時，原料中可能帶入的微量硫化物首先被預(yù)轉(zhuǎn)化催化劑吸收，這樣就避免了硫?qū)罄m(xù)工段催化劑的影響，同時可轉(zhuǎn)化高級烴，能防止一段爐轉(zhuǎn)化催化劑因高級烴裂解而析炭的現(xiàn)象發(fā)生，因而能防止轉(zhuǎn)化管產(chǎn)生局部高溫，明顯延長爐管壽命。由此，一段爐操作水碳比可降低，可以節(jié)省蒸汽及一段爐燃料用量。采用這種工藝，減輕了一段爐負(fù)荷，為增加產(chǎn)量創(chuàng)造了條件。

隨著我國天然氣及石油化工發(fā)展，國內(nèi)70年代引進(jìn)的以輕油（石腦油）為原料的大型合成氨裝置，均以優(yōu)質(zhì)石腦油為原料，但隨著輕質(zhì)石腦油供應(yīng)的日趨緊張，使近年來工廠接受的石腦油一般餾點高，組分重，芳烴含量高，烯烴含量不穩(wěn)定，故一段爐的析碳影響隨著增大，這種情況正嚴(yán)重危及到一段爐的安全穩(wěn)定生產(chǎn)，致使催化劑運行周期每況日下。有的工廠因原料油質(zhì)量不佳而導(dǎo)致一段爐一年更換三爐催化劑，價值上千萬，給工廠造成重大經(jīng)濟(jì)損失。

以輕油為原料，采用預(yù)轉(zhuǎn)化工藝技術(shù),英國煤氣公司率先開發(fā)的催化富氣（CRG）工藝用于工業(yè)裝置目前已在世界各地建成100余套，此類工藝成功的關(guān)鍵在于采用了一種高活性的CRG-F型預(yù)轉(zhuǎn)化催化劑。此類催化劑由ICI開發(fā)并推廣。目前世界上的CRG裝置絕大部分采用ICI公司的CRG-F型預(yù)轉(zhuǎn)化催化劑。

西南化工研究設(shè)計院開發(fā)的CN-14型預(yù)轉(zhuǎn)化催化劑以Ni為活性組分，硅酸鎂為載體的沉淀型催化劑，其成分與結(jié)構(gòu)類似BASF公司的G1-80催化劑，CN-14及BASF公司的G1-80催化劑使用液空速僅為1.0h^-1。隨后西南化工研究設(shè)計院又開發(fā)出液空速能應(yīng)用于6.0h^-1的高油空速預(yù)轉(zhuǎn)化催化劑，其成分為Ni-Al型。西南化工研究設(shè)計院新開發(fā)出該類型催化劑與英國ICI公司開發(fā)的CRG-F型預(yù)轉(zhuǎn)化催化劑其成分與結(jié)構(gòu)相同。

隨著世界原油價格的猛漲,導(dǎo)致許多以輕油（石腦油）為原料通過預(yù)轉(zhuǎn)化工藝生產(chǎn)氫、合成氨、甲醇合成氣、城市煤氣的工廠面臨作不改變現(xiàn)有生產(chǎn)流程及更換催化劑的狀況下用改變原料的方式繼續(xù)維持生產(chǎn)，這對催化劑性能的適應(yīng)提出了新的要求。

CN-14?、G1-80、CRG-F型預(yù)轉(zhuǎn)化催化劑將原料由輕油（石腦油）改為氣態(tài)烴（天然氣）后，發(fā)生費托反應(yīng)，預(yù)轉(zhuǎn)化爐催化劑層出口均不同程度地出現(xiàn)液態(tài)烴，導(dǎo)致下游工序催化劑極易發(fā)生結(jié)碳，這對下游催化劑的正常使用帶來了極大地風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的費托反應(yīng)導(dǎo)致催化劑極易發(fā)生結(jié)碳等問題，提供一種氣態(tài)烴、液態(tài)烴兩用預(yù)轉(zhuǎn)化催化劑；該催化劑可用于氣態(tài)烴、液態(tài)烴兩用預(yù)轉(zhuǎn)化制氫、合成氨、甲醇合成氣、城市煤氣等工藝中，具有良好的雙效轉(zhuǎn)化功能及低溫轉(zhuǎn)化活性，同時還具有較強(qiáng)的抗析碳能力。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種上述催化劑的制備方法。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種氣態(tài)烴、液態(tài)烴兩用預(yù)轉(zhuǎn)化催化劑，它是以氧化鎳（NiO）為活性組分，鋁鈣復(fù)合氧化物為促進(jìn)劑，γ-Al₂O₃為載體的沉淀型催化劑。

該催化劑中，以下述各氧化物計，各組分重量份組成為：

NiO??????50份～66份，

Al₂O_3??????????16份～23份，

CaO????????2份～5份；

此外還含有：

潤滑劑?????2份～5份，

水???????10份～20份，

潤滑劑可選自石墨、石蠟、硬脂酸鹽中的任意一種或多種。