[发明专利]基于在镧稳定的θ-氧化铝上的铑的耐热烃重整催化剂

说明书

通过使用掺杂有稳定剂金属即镧的高比表面积氧化铝作为催化剂载体来提供具有改善的比表面积的重整催化剂。所述的镧稳定的氧化铝包含θ氧化铝。所述催化剂的比表面积可高于典型的重整催化剂，并且所述比表面积在高温操作(1200℃)下还可保持。这可使得使用所述催化剂用于较高温度环境中的重整，同时保持较高的比表面积，这可使得诸如铑的活性金属在所述催化剂载体上的改善的分散和/或活性。所述催化剂可适用于从天然气或其它含烃进料生产合成气。

技术领域

本发明涉及一种重整催化剂以及在所述重整催化剂存在下用于重整的相应系统和方法。

背景技术

日益增加的可用石油原料对应于天然气来源或其它含甲烷来源。如果可以确定用于转化为较大化合物的有效方法，则甲烷和/或小型烃石油来源的增加的可用性可潜在地具有增加的价值。

用于将甲烷(和其它小型烃)转化为其它化合物的一种选择是重整甲烷以形成H₂和/或CO(即合成气)。蒸汽重整和干重整都是已知的，但每种类型的重整都具有各种挑战。特别地，这两种类型的重整工艺都倾向于在重整催化剂上形成焦炭。当天然气进料含有升高水平的CO₂和/或C₂+烃分子如乙烷或丙烷时，情况尤其如此。在这种情况下，常规重整工艺采用额外的气体分离工艺将CO₂含量降低到可接受的水平(对于蒸汽重整工艺为约18-20％，并且对于自热重整工艺要低得多，为约5％)，或者采用预重整器将C₂+烃转化成一氧化碳和氢气。

这些预处理增加了重整工艺的资金和运行费用。此外，具有大量CO₂和/或C₂+烃的天然气流更有可能用作低成本燃料，而不是通过将所述天然气流转化成合成气用于生产高利润率产品，因此抑制了成本。

美国专利号8,454,911描述了使用逆流式反应器来重整甲烷以形成乙炔的方法。

美国专利号7,217,303描述了用于在蒸汽存在下对烃燃料进行变压重整以形成氢气的方法。所述重整步骤被描述为具有700℃至2000℃的峰值温度。

美国专利号7,815,873描述了用于在逆流式反应器构造中用于重整烃燃料的方法。所述重整步骤被描述为具有至少1000℃的温度。

发明内容

在一个方面，本发明提供了一种催化剂，所述催化剂包含在镧稳定的氧化铝载体上的约0.1重量％至约10.0重量％的第VIII族金属、第IX族金属或其组合，所述镧稳定的氧化铝载体具有约10m²/g至约60m²/g、或至少约20m²/g、或至少约25m²/g、或至少约30m²/g和/或约50m²/g或更小的热稳定比表面积。任选地，所述第VIII族金属、第IX族金属或其组合可具有至少0.20、或至少0.25、或至少0.30或至少0.35的分散值。任选地，可将所述催化剂沉积在整料的表面上，所述整料具有在约50ft^-1至约3000ft^-1、或约100ft^-1至2500ft^-1或约200ft^-1至2000ft^-1范围内的每单位体积的平均润湿比表面积，所述整料任选地包含氧化铝、氧化锆、碳化硅或其组合。

在另一方面，本发明提供了一种用于形成催化剂的方法，所述方法包括将相对于载体重量的约1.0重量％至约15.0重量％的镧沉积在具有至少约150m²/g的第一载体比表面积的氧化铝载体上；将所述氧化铝载体在至少约800℃的温度下煅烧约0.5小时至约24小时，以形成具有约10m²/g至约60m²/g的热稳定比表面积的镧稳定的氧化铝载体；以及将相对于载体重量的约0.1重量％至约10.0重量％的第VIII族金属、第IX族金属或其组合沉积在所述镧稳定的氧化铝载体上。