[发明专利]天然气蒸汽转化催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工催化剂技术领域，具体涉及一种天然气蒸汽转化催化剂及其制备方法。

背景技术

现有的天然气蒸汽转化催化剂基本都是采用氧化铝为主，添加氧化钙和氧化钾等助剂作为载体，以氧化镍作为活性组分。天然气的主要成分是甲烷，由于甲烷蒸汽转化反应需要投加氧气来燃烧放热，导致炉膛温度较难控制，而在长期的高温条件下，活性组分镍与载体结合不够稳定，镍的晶形容易改变而挥发损失，降低催化剂的使用寿命和活性，而且催化剂容易因为超温而烧结成块，从而导致催化剂活性降低和增加系统阻力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种高强度、耐高温且活性组分在高温状态下不易挥发的天然气蒸汽转化催化剂及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种天然气蒸汽转化催化剂，包括A组分和B组分，A组分按质量百分数计算由80～89％的氧化铝、5～10％的氧化钙、0.5～1％的氧化镧和5～10％的氧化镍组成；B组分按质量百分数计算由60～70％的氧化铝、10～15％的氧化镁、1～2％的氧化钾、2～5％的氧化镧和15～20％的氧化镍组成。

该催化剂在填装使用时A组分与B组分的填装量配比如下：A组分的填装量占总量的15～20％，B组分的填装量占总量的80～85％。

一种天然气蒸汽转化催化剂的制备方法，它的步骤包括：

1)配料：按配方含量称取氧化铝和氧化钙作为A组分载体；按配方含量称取氧化铝、氧化镁和碳酸钾作为B组分载体，其中碳酸钾以B组分中氧化钾的配方比例计量(K₂CO₃的分子式包括K₂O和CO₂，其中K₂O约占68％)；

2)球磨、砂磨：将步骤1)配好的A组分载体和B组分载体均加水进行球磨，之后再进行砂磨，最后分别得到A组分载体浆料或B组分载体浆料，球磨机转速为90～110r/min，球磨时间为8～10小时，砂磨机转速290～310r/min，砂磨时间为1～2小时；(也就是说，将步骤1)配好的A组分载体加水进行球磨，之后再进行砂磨，最后分别得到A组分载体浆料球磨机转速为90～110r/min，球磨时间为8～10小时，砂磨机转速290～310r/min，砂磨时间为1～2小时；同样，将步骤1)配好的B组分载体加水进行球磨，之后再进行砂磨，最后得到B组分载体浆料，球磨机转速为90～110r/min，球磨时间为8～10小时，砂磨机转速290～310r/min，砂磨时间为1～2小时；)

3)喷雾干燥：将步骤2)制成的A组分载体浆料和B组分载体浆料均通过喷雾干燥塔进行喷雾干燥，形成颗粒状的A组分载体和B组分载体，喷雾干燥塔进口温度为310～330℃，出口温度为100～120℃；(也就是说，将步骤2)制成的A组分载体浆料通过喷雾干燥塔进行喷雾干燥，形成颗粒状的A组分载体，喷雾干燥塔进口温度为310～330℃，出口温度为100～120℃；同样的，将步骤2)制成的B组分载体浆料通过喷雾干燥塔进行喷雾干燥，形成颗粒状的B组分载体，喷雾干燥塔进口温度为310～330℃，出口温度为100～120℃；)

4)压制成型：将步骤3)制成的A组分载体和B组分载体均压制成型，压制压力为15～20MPa；(也就是说，将步骤3)制成的A组分载体压制成型，压制压力为15～20MPa；同样的，将步骤3)制成的B组分载体压制成型，压制压力为15～20MPa；)

5)烧结；

6)筛选：采用相邻格栅条之间的间隙为1～2mm的格栅对步骤5)烧结后的A组分载体和B组分载体进行筛选；

7)表面改性；

8)等体积浸渍；等体积浸渍，顾名思义就是载体的体积(一般情况下是指孔体积)和浸渍液的体积一致，浸渍液刚好能完全进入到孔里面。(具体可见百度百科http://baike.baidu.com/view/1308577.htm？fr＝aladdin)

9)干燥、活化：干燥温度为100～120℃，干燥时间1～2小时；活化温度为400～420℃，活化时间3～5小时。