气态烃类蒸汽预转化催化剂及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明属于烃类蒸汽转化【技术领域】，具体涉及一种气态烃类蒸汽预转化催化剂及其制备方法和应用。所述的气态烃类蒸汽预转化催化剂，该催化剂以金属Ni为活性组分，MgO为载体，Al2O3为载体和助剂，催化剂组分以氧化物重量计算，含19-24份的NiO，60-72份的MgO，9-15份的Al2O3，且在制备该催化剂的老化过程中采用超声波。该催化剂适用于气态烃类原料蒸汽预转化，在温度325-650℃、水碳比0.5-4.5mol/mol、碳空速≤6000h-1、压力常压至4.0MPa工艺条件下，制取氢气、氨合成气、甲醇合成气、羰基合成气、城市煤气等，具有良好的低温转化活性、强度高，对原料和工艺条件的适应性强，C2以上烃类转化率＞99%。
【专利说明】气态烃类蒸汽预转化催化剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于烃类蒸汽转化【技术领域】，具体涉及一种气态烃类蒸汽预转化催化剂及 其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 在烃类原料催化蒸汽转化制取氢气或合成气的工艺过程中，烃类原料通常先经过 预转化过程，所述的烃类原料如天然气、液化石油气（LPG)、炼厂气等气态烃类。
[0003] 烃类原料经过蒸汽转化生产氢气或合成气的主要反应如下：
[0004] CnHm+nH20 ^ nC0+ (n+m) H2 (1)
[0005] CnHm+ (2n-m/2)H2 ^ nCH4 (2)
【权利要求】
1. 一种气态烃类蒸汽预转化催化剂，其特征在于：该催化剂为镍-镁-铝体系催化 剂，以金属Ni为活性组分，MgO和A1 203为载体，A1203为助剂；该催化剂中，以氧化物重量 计算，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%，Fe203 < 0. 05wt%，在制备催化剂的过程中，采用超声波对催化剂进行老化。
2. 根据权利要求1所述的气态烃类蒸汽预转化催化剂，其特征在于：超声波频率为 20-50KHZ，声强不大于 0· 4-lW/cm2。
3. -种权利要求1所述的气态烃类蒸汽预转化催化剂的制备方法，其特征在于：将镍、 镁、铝的盐类水溶液相互混合后滴加到沉淀剂中进行沉淀反应，沉淀反应结束后依次经超 声波老化、洗涤、干燥、脱水分解制得半成品催化剂。
4. 根据权利要求3所述的气态烃类蒸汽预转化催化剂的制备方法，其特征在于：沉淀 剂采用碳酸盐或碱，沉淀剂水溶液的金属离子摩尔浓度为〇. 5-3. Omol/L。
5. 根据权利要求3所述的气态烃类蒸汽预转化催化剂的制备方法，其特征在于：镍、 镁、铝的盐类水溶液为硝酸盐、硫酸盐、草酸盐或醋酸盐的水溶液，其金属离子的摩尔浓度 为 1. 0-4. Omol/L。
6. 根据权利要求3所述的气态烃类蒸汽预转化催化剂的制备方法，其特征在于：沉 淀反应进行时，向沉淀剂中滴加镍、镁、铝的盐类水溶液；镍、镁、铝的盐类水溶液的温度为 45-90°C，沉淀剂水溶液的温度为45-90°C ;镍、镁、铝的盐类水溶液的温度比沉淀剂水溶液 的温度高2-5°C ;滴加速度0. 1-0. 4mol/min，滴加完毕继续搅拌的时间控制在15-30分钟， 制得浆液；搅拌速度控制在〇. 20-0. 42rad/s。
7. 根据权利要求3所述的气态烃类蒸汽预转化催化剂的制备方法，其特征在于： 所述的老化：老化时间为1-12小时；超声波频率为20-50KHZ，声强不大于0. 4-1W/ cm2 ； 所述的洗涤：采用去离子水，洗涤温度为45-90°C，洗涤用水量为催化剂质量的50-600 倍；洗涤至用〇. 1%浓度二苯胺硫酸试剂滴定为无色时，洗涤结束； 所述的干燥：将沉淀物加热到120_125°C进行干燥，干燥时间24-48h ; 所述的脱水、分解：将沉淀物加热到400-500°C，进行脱水分解，时间为l_6h。
8. 根据权利要求3所述的气态烃类蒸汽预转化催化剂的制备方法，其特征在于：将制 得的半成品催化剂，以100重量份数计，加入3-5份润滑剂，置于球磨罐中混合球磨10-60 分钟，经过球磨的物料能够达到90wt. %以上通过120目筛网；在球磨后的物料中加入5-13 份的水，混合均匀，碾压，造粒，物料能通过20目筛网即可，压制成型；润滑剂为石墨、石蜡 或硬脂酸盐中的一种或多种。
9. 根据权利要求3-8任一所述的气态烃类蒸汽预转化催化剂的制备方法，其特征在 于： 该催化剂为圆柱形或双球面七孔蜂窝状异形环状，堆密度1. 1-1. 2g/mL ; 该催化剂为圆柱形时，直径为3. 5-6_，高度为3. 5-6_，侧压强度达180N/颗以上； 该催化剂为双球面七孔蜂窝状异形环状时，外径为l〇_16mm，内径0. 5-2. 0mm，孔数7 个，高度为8-11mm，孔向侧压强度达200N/颗以上； 本发明的催化剂孔隙分三种类型： (1)孔隙尺寸在50-75nm的中孔，占总孔容积的10%-12% ; (2) 孔隙尺寸在300-500nm的大孔，占总孔容积的4%-6% ; (3) 孔隙尺寸在10nm左右的小孔，占总孔容积的82%-86%。
10. -种权利要求1所述的气态烃类蒸汽预转化催化剂的应用，其特征在于：采用该 催化剂进行反应时，反应器入口温度320-650°C，出口温度320-650°C，反应压力常压至 4. OMPa，反应的水碳比控制在0. 5-4. 5,碳空速彡ΘΟΟΟΙΓ1。
【文档编号】C01B3/40GK104248956SQ201310256571
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年6月25日 优先权日:2013年6月25日
【发明者】王昊, 姜建波, 薛红霞, 白志敏, 齐焕东, 赵庆鲁, 梁卫忠, 赵沁, 余汉涛 申请人:中国石油化工股份有限公司