[发明专利]一种含Pr氧化铝载体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含Pr氧化铝载体及其制备方法，该含Pr氧化铝载体包括CaO‑MgO‑Al₂O₃复合氧化物，以及涂覆在该复合氧化物表面的PrAlO₃层。制备方法包括步骤1，以α‑Al₂O₃、MgO和CaCO₃为原料，其重量配比α‑Al₂O₃：MgO：CaCO₃＝1：0.02～0.45：0.05～0.40，添加扩孔剂和润滑剂，经混合、成型，煅烧得到CaO‑MgO‑Al₂O₃复合氧化物；步骤2，用含铝化合物和含镨化合物制备出Pr₂O₃和Al₂O₃的摩尔比为1:3～3:1的Pr‑Al溶液，将Pr‑Al溶液在步骤1得到的该复合氧化物表面进行涂覆，然后焙烧制得含镨CaO‑MgO‑Al₂O₃复合氧化物载体。本发明催化剂载体在保证催化剂具有高活性的同时，还能够提高催化剂抗析炭性能。

技术领域

本发明涉及一种低堆密度、低成本、高强度含Pr氧化铝载体及其制备方法，可用于烃类蒸汽转化催化剂的制备。

背景技术

烃类蒸汽转化是指在催化剂作用下，烃类原料(主要为天然气、油田伴生气或轻油等)与一定比例的水蒸气在高温(400～850℃)下转化制取工业氢气、氨合成气、甲醇合成气、羰基合成气等的过程，又称为烃类水蒸气重整。生成的气体中还含有CO，CO₂和CH₄，往往需加入适量空气进行两次转化。Ni是最有效的催化剂。烃类蒸汽转化的热效应总括起来是吸热的，必须外加热量。出于反应温度高，催化剂容易烧结和表面上容易积炭，需加入抗烧结和抗积炭的助剂。

载体是烃类蒸汽转化催化剂的重要组成部分，载体性能对催化剂性能影响非常大，适当孔结构和表面积的载体，可以增强催化剂的机械性能和耐热、传热性能；大的载体比表面积可以使得金属均匀分散在载体表面，提高催化剂活性，可节省催化剂活性金属用量，从而降低催化剂的成本；载体的碱性可以提高催化剂吸水性能，从而提高催化剂抗积碳性能。

国内烃类蒸汽转化催化剂大多是以α-Al₂O₃为载体的Ni催化剂，适用于大型氨厂的水碳比为3.2～3.8。若要降低一段转化炉的水碳比，可能存在催化剂低温活性不够，抗析炭能力不强，特别是在650℃以下热力学和动力学严重析炭温区内，催化剂表面严重析炭、脱皮，甚至粉碎破裂造成阻力上升而形成“热带”，从而降低了炉管的运转寿命。国内对提高烃类转化催化剂抗析炭能力的有效方法一般是添加各种助剂，如碱金属、碱土金属、稀土金属氧化物、贵金属或过渡金属氧化物等。

例如CN1154944A公开了一种用于甲烷直接氧化制合成气的多组分非贵金属催化剂，由Ni稀土和碱土金属氧化物担载于α-Al₂O₃上，采用浸渍方法制备。其活性组成为(重量百分比)Ni：5～12％，稀土和碱土金属分别为1.5～5％和0.5～2％。本发明催化剂具有高活性，高选择性，在空速>105h^-1，床层温度>750℃时，甲烷的转化率>87％，H₂的选择性>95％，其活性与贵金属Rh催化剂接近。连续反应100小时活性不变，具有很好的抗积碳性能，适于工业生产中采用。

CN1131638A提供一种天然气部分氧化制合成气用催化剂及其制备方法，该催化剂为添加贵金属的负载型镍催化剂，镍含量为12～24％，贵金属含量为0.1～5％(以载体为基准，重量)，贵金属在载体表面高度分散，并与镍发生相互作用。与未添加贵金属的负载型镍催化剂相比较，催化活性高，抗结炭性能强，对H₂和CO的选择性分别达到93.4％和90.2％。