[發(fā)明專利]用于催化重整的膜過濾元件及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210428413.0
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN102925206A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高麟;汪濤;林勇
• 申請（專利權(quán)）人: 成都易態(tài)科技有限公司
• 主分類號: C10G35/06
• 分類號: C10G35/06;C10G35/09;B01D46/54;B01D63/00;B01D67/00;B01J23/89;B01J23/883
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于催化重整的膜過濾元件及其制備方法。

背景技術(shù)

本申請所說的“催化重整”是指利用催化劑（下稱重整催化劑）對烴類分子結(jié)構(gòu)進行重新排列的過程。催化重整本身是石油煉制過程中的一個重要環(huán)節(jié)，其主要目的是提高油品的辛烷值。工業(yè)上使用的重整催化劑一般可分為兩大類，一類是非貴金屬催化劑，其主要活性組分多屬元素周期表中第Ⅵ族金屬元素的氧化物，如Cr₂O₃、MoO₃等，這類催化劑的性能較低，目前基本上已被淘汰；另一類是貴金屬催化劑，其活性組分主要是元素周期表中第Ⅷ族的金屬元素，如鉑、鈀、銥、銠等。現(xiàn)有的催化重整工藝是將油氣通入流化床催化反應(yīng)器中與重整催化劑進行反應(yīng)，該工藝不僅存在重整催化劑的流失較大的問題，同時還會因為油氣中的灰塵與重整催化劑接觸導致重整催化劑結(jié)焦，從而影響重整催化劑的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本申請旨在提供一種是重整催化劑流失量小的催化重整工藝及專用催化重整反應(yīng)器。

為此，本申請的催化重整工藝是將油氣通入一膜過濾裝置中，當所述油氣經(jīng)過該膜過濾裝置中的膜過濾元件時，通過該膜過濾元件的截留和催化作用同時實現(xiàn)油氣的過濾和催化重整，催化重整后的油氣從該膜過濾裝置的排氣口輸出，被截留的油渣從該膜過濾裝置的排渣口輸出；其中，所述膜過濾元件包括由多孔材料骨架和附著于該多孔材料骨架中的重整催化劑構(gòu)成的基體，該基體的平均孔徑為1μm－100μm。需指出，本申請中平均孔徑的測定采用燒結(jié)多孔材料制造領(lǐng)域中常用的汽泡測定法。另需指出的是，根據(jù)測算，當基體的平均孔徑小于1μm時，容易導致基體堵塞；當基體的平均孔徑大于100μm，會比較明顯降低油氣的過濾精度，故將基體的平均孔徑設(shè)定為1μm－100μm。顯然，本申請中的“膜過濾元件”既能夠?qū)⒂蜌庵械闹辽僖徊糠只覊m截留在膜過濾元件的表面，同時又能夠?qū)τ蜌庵袩N類分子進行催化重整，且重整催化劑在膜過濾裝置中不流動，因此，該催化重整工藝能夠在一定程度上防止重整催化劑結(jié)焦，并減少重整催化劑的流失量，此外還能夠較好地控制重整反應(yīng)的產(chǎn)物。

其中，所述的多孔材料骨架可以采用鈦鋁金屬間化合物多孔材料、鐵鋁金屬間化合物多孔材料、不銹鋼多孔材料、陶瓷多孔材料等多種材料中的任意一種材料構(gòu)成。上述這幾種多孔材料骨架僅僅對重整催化劑起支撐作用，而并不參與催化重整反應(yīng)。本申請優(yōu)選采用鎳鋁金屬間化合物多孔材料來構(gòu)成多孔材料骨架，這主要是因為“鎳”屬元素周期表中第Ⅷ族的金屬元素，其本身就對烴類分子起一定的催化重整作用，故采用鎳鋁金屬間化合物多孔材料構(gòu)成的多孔材料骨架顯然能夠輔助反應(yīng)，提高催化效率。鎳鋁金屬間化合物多孔材料是一種已知材料，其制備方法可參考CN101358304B的記載。為了更進一步的提高催化效率，還可在現(xiàn)有鎳鋁金屬間化合物多孔材料的基礎(chǔ)上將材料中鎳與鋁的重量比提高至10:1至12:1之間。

理論上講，所有在現(xiàn)有催化重整工藝中使用過的重整催化劑中的活性組分均可作為本申請中用于附著在多孔材料骨架中的重整催化劑。作為優(yōu)選，本申請的重整催化劑至少由鉑、銠、銥、鈀中的一種或幾種金屬構(gòu)成。其中，最好采用僅由鉑構(gòu)成的單金屬重整催化劑，或者由“鉑－錸”或“鉑－錫”構(gòu)成的雙金屬重整催化劑，又或者由“鉑－錸－鈦”構(gòu)成的多金屬重整催化劑。在本領(lǐng)域中，采用至少由鉑、銠、銥、鈀中的一種或幾種金屬構(gòu)成的重整催化劑的優(yōu)點是已知的，故本文不再對此進行贅述。

作為對上述技術(shù)方案的改進，所述膜過濾元件還包括位于所述基體迎風面上的膜層，該膜層的平均孔徑為1μm－20μm。根據(jù)已陳述的理由，所述膜層最好由鎳鋁金屬間化合物多孔材料構(gòu)成。其中，術(shù)語“迎風面”是指基體上先與待過濾的油氣接觸的一側(cè)表面。當在基體迎風面上設(shè)置膜層后，該膜過濾元件實際上構(gòu)成一個由基體和膜層組成的復合材料。由于膜層的存在，待催化重整的油氣必先與膜層接觸，從而通過膜層對油氣中的至少一部分灰塵進行攔截，減少甚至消除灰塵與基體的接觸機會，從而進一步的防止重整催化劑結(jié)焦。在設(shè)置有膜層的情況下，該膜層的平均孔徑最好以盡可能將油氣中的灰塵清除干凈為目的來設(shè)定（本申請因此將膜層的平均孔徑設(shè)定為較小的1μm－20μm范圍內(nèi)），而基體的平均孔徑最好以使催化重整反應(yīng)更充分為目的來設(shè)定。綜合考慮膜過濾通量等因素，可將基體的平均孔徑設(shè)定為大于膜層的平均孔徑（基體的平均孔徑在20μm－50μm為宜，膜層的平均孔徑在3μm－15μm為宜），這樣膜過濾元件將形成非對稱結(jié)構(gòu)，從而在過濾通量、過濾精度、催化重整效果三個方面取得一定的均衡效果。