[发明专利]生产用于烃重整的催化剂整料的方法

说明书

一种生产堆叠催化剂纤维三维多孔催化剂整料的方法，其包括下列步骤：a)制备重整催化剂在液体稀释剂中的悬浮糊料，且所述悬浮液还可包含粘结剂材料，所述悬浮液中的所有粒子具有0.5至500μm的平均粒度，b)经由一个或多个喷嘴挤出步骤a)的糊料以形成纤维，并沉积挤出的纤维以形成三维多孔催化剂整料前体，c)干燥所述多孔催化剂整料前体以除去液体稀释剂，d)煅烧所述多孔催化剂整料前体以形成多孔催化剂整料。

本发明涉及生产用于烃重整的堆叠催化剂纤维三维多孔催化剂整料的方法、由此获得的整料及其用途。

通常，无机催化剂作为挤出束或挤出整料或蜂窝结构生产。

与线性拉伸的蜂窝结构相比能够实现更多样化的形状的替代性方法可以例如通过快速原型法制备。例如US 8,119,554中描述的方法涉及借助粉末基快速原型法生产成型体，其中在无机催化剂粉末中选择性引入粘结剂材料以形成三维结构。

可以使用通常被称为robocasting(自动注浆)的另一生产方法。在这种方法中，将催化剂材料粒子的糊料挤出成束，它们沉积在堆叠层中以形成所需三维结构。随后，将该结构干燥并烧结。在US 7,527,671中公开了通过robocasting法生产可再生柴油机碳烟微粒过滤器。

烃重整以生产氢气和/或合成气体(合成气)是化学工业的一种重要工艺。但是其是能量密集型的并对催化剂提出很高的要求。目前向重整反应器中装入通过催化剂粉末的压片(生产所谓的全催化剂片材(full catalyst tablet))或通过常规制成的挤出物的浸渍(生产所谓的浸渍挤出物)制成的催化剂成型体，参见例如WO 2013/118078和WO 2013/068905。

限定成型体的几何以便实现尽可能最小的反应器压降、最好的径向热导率和最高的活性表面积等。但是，同时，形状几何受其生产方法(即压片或挤出)限制。这些限制体现在未达到最佳的催化剂性能上：高反应器压降、填充床中的低比表面积、填充床中的高比重和成型体的低机械稳定性等。

本发明的目的是提供用于尤其在CO₂存在下的烃重整的催化剂，其能够实现低反应器压降和高活性表面积并兼具高机械稳定性，尤其是压碎强度。此外，该催化剂的单位体积重量应该低。

根据本发明，通过一种生产堆叠催化剂纤维三维多孔催化剂整料的方法实现该目的，所述方法包括下列步骤：

a)制备粒子在液体稀释剂中的悬浮糊料，所述粒子为

催化剂A的粒子，其包含至少镍-镁混合氧化物和镁尖晶石和任选氧化铝氢氧化物(aluminum oxide hydroxide)，其中所述镍-镁混合氧化物具有≤100nm，优选≤70nm，更优选≤40nm的平均微晶粒度，所述镁尖晶石相具有≤100nm，优选≤70nm，更优选≤40nm的平均微晶粒度，所述催化剂中的镍比例在30摩尔％左右，镁比例在8-38摩尔％，优选23-35摩尔％的范围内，且铝比例在50-70摩尔％的范围内，且所述催化剂在43.09°2θ的衍射反射的强度小于或等于在44.82°2θ的衍射反射的强度，在43.08°2θ的衍射反射的强度更优选小于在44.72°2θ的反射的强度，

或含六铝酸盐的催化剂B的粒子，其包含钴和选自Ba、Sr、La的至少一种附加金属，

或它们的前体的粒子，

且所述悬浮液还可包含粘结剂材料，所述悬浮液中的所有粒子具有0.5至500μm的平均粒度，

b)经由一个或多个喷嘴挤出步骤a)的糊料以形成纤维，并沉积挤出的纤维以形成三维多孔催化剂整料前体，

c)干燥所述多孔催化剂整料前体以除去液体稀释剂，

d)煅烧所述多孔催化剂整料前体以形成多孔催化剂整料，