[發明專利]用于烴類蒸汽轉化制取氫氣或羰基合成氣反應的催化劑

有效

• 申請號: 201010515117.5
• 申請日: 2010-10-22
• 公開（公告）號: CN102451696B
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: 王昊;余漢濤;種道文;姜建波;梁衛忠;王春平
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: B01J23/83
• 分類號: B01J23/83
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

技術領域

本發明涉及烴類蒸汽轉化制氫催化劑領域。

背景技術

烴類蒸汽轉化是目前國內外煉化企業普遍采用的制氫方法。

烴類蒸汽轉化過去以石腦油為主要原料，由于輕質石腦油價格的大幅升高，國外盡可能 多地采用天然氣等相對廉價的氣態烴類作為制氫原料，以降低氫氣成本。但對于大多數缺少 天然氣資源的煉油企業，仍然以LPG、丙烷、石腦油等作為制氫原料。隨著制氫技術的進步 和氫氣需求量的不斷增加，煉廠相對廉價的煉廠氣資源越來越受到重視。將各種不同的煉廠 氣分別加以處理，單獨或與液態烴類一起作為制氫原料，這樣的制氫裝置也在逐年增多。以 煉廠氣等輕質烴類為原料，不僅使工業氫氣生產成本有較大幅度降低，同時也使得轉化爐的 操作狀況有明顯改善。主要表現在輕質烴類原料的積炭傾向顯著降低，工業裝置的操作安全 性得到提高。

隨著原料的變化，對烴類蒸汽轉化催化劑提出了更新的要求，烴類轉化催化劑的原料適 用范圍從原來的天然氣和輕油兩種較為極端的情況，逐步向適用于不同碳數烴的系列化催化 劑過渡。

在適用不同碳數烴的烴類蒸汽轉化催化劑的研究方面，國內外的研究專利和相關文獻報 道非常多，但能在工業上大規模使用的烴類蒸汽轉化催化劑只有二類：粘結型的英國Johnson Matthey?Katalco_jm?25系列催化劑及中國石油化工股份有限公司開發的Z417催化劑 (CN89105205.4)；燒結型的丹麥?RK-200系列催化劑。Katalco_jm25系列催化劑和 Z417催化劑主要依靠鉀(以鉀霞石形態)進行抗碳，催化劑在轉化爐低溫區的還原性能和活 性較差，催化劑活性組分鎳含量高，催化劑整體成本較高。RK-200系列催化劑依靠鉀(以β -鋁酸鉀形態)、高度分散的鎳和氧化鎂(以鎂鋁尖晶石形態)抗結碳，低溫活性高，但β- 鋁酸鉀在高溫環境中易出現鉀揮發和流失，開停工及裝置波動時催化劑易水合破碎。 基于當前制氫原料出現的新特點，以及現有催化劑在煉廠氣烴類蒸汽轉化方面表現出的不 足，研發了一種烴類蒸汽轉化催化劑。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種用于烴類蒸汽轉化制取氫氣或羰基合成氣反 應的催化劑，該催化劑克服上述催化劑的缺點，具有適宜的抗碳性能、低溫還原性能好、 低溫活性高、組份穩定不易流失、水熱穩定性好。可適用于不同碳數烴類為原料的上段催 化劑，與下段催化劑配合用于制取氫氣或羰基合成氣。

本發明一種用于烴類蒸汽轉化制取氫氣或羰基合成氣反應的催化劑，其特征在于該催 化劑以鎳為活性組份，稀土為促進劑，以氧化鋁和氧化鎂為載體，水泥為載體粘結劑，人 工合成鉀霞石(已有技術，如齊魯石化研究院的已有技術，組成與天然鉀霞石相同)為抗 碳助劑，采用共浸漬或分別浸漬的方法在載體上負載活性組分和稀土。

本發明的轉化催化劑含有5～25wt.％NiO，最好為8～22wt.％NiO。促進劑稀土金屬 的氧化物含量為0.3～15wt.％，最好為0.5～12wt.％。堿土金屬的氧化物含量總和為4～ 50wt.％，其中氧化鎂的含量為4～40wt.％，最好為12～35wt.％，余量為載體。以載體總 量為100％計，載體中含有10～30％水泥，5～20％的鉀霞石。

本發明催化劑的制備方法包括：首先制備載體，將氧化鋁、氧化鎂、人工合成鉀霞石與 造孔劑、潤滑劑和粘結劑水泥混合，混合比例在100∶25～200∶20～100∶1～5∶1～5∶30～ 120，然后進行球磨、捏合、造粒、擠壓成型、烘干、焙燒。焙燒溫度在1100～1360℃之間， 焙燒時間2～6小時。這樣制得的載體具有高強度、高熱穩定性的特點。

按上述步驟制得載體后，可以采用共浸漬或分別浸漬的方法在預燒結載體上負載活性 組分鎳和稀土。浸漬時間為0.5～6小時，烘干后，在400～700℃的溫度下分解1～6小時。 然后再重復浸漬分解一次，這樣就得到了本發明的轉化催化劑成品。

本發明使用的氧化鋁可以是高溫燒結氧化鋁、擬薄水鋁石的一種化合物或混合物。

本發明使用的氧化鎂可以是輕質氧化鎂、重質氧化鎂的一種化合物或多種混合物。

本發明中的造孔劑可以是石墨、硬脂酸或硬脂酸鹽類、硝酸、γ-Al₂O₃、纖維素、植物 纖維。優選石墨、植物纖維。

本發明的潤滑劑可以是石墨、硬脂酸或硬脂酸鹽類等，優選石墨。