[发明专利]用于烃类蒸汽转化制取氢气或羰基合成气反应的催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及烃类蒸汽转化制氢催化剂领域。

背景技术

烃类蒸汽转化是目前国内外炼化企业普遍采用的制氢方法。

烃类蒸汽转化过去以石脑油为主要原料，由于轻质石脑油价格的大幅升高，国外尽可能 多地采用天然气等相对廉价的气态烃类作为制氢原料，以降低氢气成本。但对于大多数缺少 天然气资源的炼油企业，仍然以LPG、丙烷、石脑油等作为制氢原料。随着制氢技术的进步 和氢气需求量的不断增加，炼厂相对廉价的炼厂气资源越来越受到重视。将各种不同的炼厂 气分别加以处理，单独或与液态烃类一起作为制氢原料，这样的制氢装置也在逐年增多。以 炼厂气等轻质烃类为原料，不仅使工业氢气生产成本有较大幅度降低，同时也使得转化炉的 操作状况有明显改善。主要表现在轻质烃类原料的积炭倾向显著降低，工业装置的操作安全 性得到提高。

随着原料的变化，对烃类蒸汽转化催化剂提出了更新的要求，烃类转化催化剂的原料适 用范围从原来的天然气和轻油两种较为极端的情况，逐步向适用于不同碳数烃的系列化催化 剂过渡。

在适用不同碳数烃的烃类蒸汽转化催化剂的研究方面，国内外的研究专利和相关文献报 道非常多，但能在工业上大规模使用的烃类蒸汽转化催化剂只有二类：粘结型的英国Johnson Matthey Katalco_jm 25系列催化剂及中国石油化工股份有限公司开发的Z417催化剂 (CN89105205.4)；烧结型的丹麦 RK-200系列催化剂。Katalco_jm25系列催化剂和 Z417催化剂主要依靠钾(以钾霞石形态)进行抗碳，催化剂在转化炉低温区的还原性能和活 性较差，催化剂活性组分镍含量高，催化剂整体成本较高。RK-200系列催化剂依靠钾(以β -铝酸钾形态)、高度分散的镍和氧化镁(以镁铝尖晶石形态)抗结碳，低温活性高，但β- 铝酸钾在高温环境中易出现钾挥发和流失，开停工及装置波动时催化剂易水合破碎。 基于当前制氢原料出现的新特点，以及现有催化剂在炼厂气烃类蒸汽转化方面表现出的不 足，研发了一种烃类蒸汽转化催化剂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于烃类蒸汽转化制取氢气或羰基合成气反 应的催化剂，该催化剂克服上述催化剂的缺点，具有适宜的抗碳性能、低温还原性能好、 低温活性高、组份稳定不易流失、水热稳定性好。可适用于不同碳数烃类为原料的上段催 化剂，与下段催化剂配合用于制取氢气或羰基合成气。

本发明一种用于烃类蒸汽转化制取氢气或羰基合成气反应的催化剂，其特征在于该催 化剂以镍为活性组份，稀土为促进剂，以氧化铝和氧化镁为载体，水泥为载体粘结剂，人 工合成钾霞石(已有技术，如齐鲁石化研究院的已有技术，组成与天然钾霞石相同)为抗 碳助剂，采用共浸渍或分别浸渍的方法在载体上负载活性组分和稀土。

本发明的转化催化剂含有5～25wt.％NiO，最好为8～22wt.％NiO。促进剂稀土金属 的氧化物含量为0.3～15wt.％，最好为0.5～12wt.％。碱土金属的氧化物含量总和为4～ 50wt.％，其中氧化镁的含量为4～40wt.％，最好为12～35wt.％，余量为载体。以载体总 量为100％计，载体中含有10～30％水泥，5～20％的钾霞石。

本发明催化剂的制备方法包括：首先制备载体，将氧化铝、氧化镁、人工合成钾霞石与 造孔剂、润滑剂和粘结剂水泥混合，混合比例在100∶25～200∶20～100∶1～5∶1～5∶30～ 120，然后进行球磨、捏合、造粒、挤压成型、烘干、焙烧。焙烧温度在1100～1360℃之间， 焙烧时间2～6小时。这样制得的载体具有高强度、高热稳定性的特点。

按上述步骤制得载体后，可以采用共浸渍或分别浸渍的方法在预烧结载体上负载活性 组分镍和稀土。浸渍时间为0.5～6小时，烘干后，在400～700℃的温度下分解1～6小时。 然后再重复浸渍分解一次，这样就得到了本发明的转化催化剂成品。

本发明使用的氧化铝可以是高温烧结氧化铝、拟薄水铝石的一种化合物或混合物。

本发明使用的氧化镁可以是轻质氧化镁、重质氧化镁的一种化合物或多种混合物。

本发明中的造孔剂可以是石墨、硬脂酸或硬脂酸盐类、硝酸、γ-Al₂O₃、纤维素、植物 纤维。优选石墨、植物纤维。

本发明的润滑剂可以是石墨、硬脂酸或硬脂酸盐类等，优选石墨。