[发明专利]具有铂助催化剂的铁-铬催化剂的制备方法和由铁-铬和铂助催化剂组成的催化剂

说明书

本发明涉及在低温(LTS)水煤气变换反应和高温(HTS)水煤气变换反应都可用的具有铂助催化剂的铁‑铬催化剂。与常规催化剂相比，由于添加Pt而具有较高活性的特征使所述催化剂在相同操作条件下优于市售催化剂。由于单位面积获得的活性相(Fe3O4)的前体更多，所以可以制备具有更小表面积的催化剂。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年10月3日提交的BR 10 2016 022962-6的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及用于水煤气变换反应的具有铂助催化剂的铁和铬催化剂以及制备这些催化剂的方法。

背景技术

对更好地开采重质石油馏分的需求使气化成为一种需引起注意的替代技术。使用重油作为炼油厂加工原料的趋势导致具有较低附加值的残油的产率较高，例如燃料油和焦炭。在集成炼油系统中使用气化技术可以最大限度地提高氢的产出、增加炼油厂的整体效率。

与煤气化相比，炼油厂残油的气化具有一些特定的特征。作为中间体获得的低成本合成气可用于生产氢气、甲烷和其他化合物。通过气化产生的合成气具有非常高的一氧化碳/氢气比(CO/H2)，以至于当其用于生产除氢气以外的产物时，CO/H2比必须使用水煤气变换反应(WGSR)调整。

降低CO/H2摩尔比的另一个重要方面涉及后续过程中催化剂的活性，因为在过量CO的存在下催化剂失活，或者其活性降低。通过这种方式，水煤气变换反应会增加在各种工业过程中所用催化剂的使用寿命，例如在氨合成和加氢反应中。

目前，生产氢气的最常用方法是烃类的蒸汽重整，主要是甲烷的蒸汽重整，产物是一氧化碳(CO)、氢气(H2)、二氧化碳(CO2)和未转化的反应物的混合物。为了增加氢气的产出，一氧化碳的氧化通过水煤气变换反应进行。在该反应中，蒸汽在催化剂的存在下与一氧化碳反应，然后将一氧化碳氧化成二氧化碳，并产生额外量的氢气：

水煤气变换反应在现有技术中是充分公知的。在1915年水煤气变换反应成为最重要的催化反应之一，当时开发了第一个基于煤的氨合成装置。水煤气变换反应(WGSR)是在源于煤的合成气加工过程中重要的一步，既用于氢气生产中的纯化，又用于调节CO/H2摩尔比以从合成气生产燃料。

在工业上，水煤气变换反应(WGSR)通常分两步进行，一个步骤在200-250℃之间的低温下，称为低温变换(LTS)，另一个步骤在310-450℃范围内的较高的温度下进行，称为高温变换(HTS)。