粘土矿物负载型催化剂制造技术

公开了一种烃气重整负载型催化剂及其使用方法，所述负载型催化剂包括能够催化从烃气制备包含氢和一氧化碳的气体混合物的催化材料、和包含粘土矿物的粘土载体材料，其中催化材料附着于粘土载体材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】粘±矿物负载型催化剂 巧关申请的香叉引用 本申请要求2013年5月9日提交的美国临时申请第61/821514号的权益。参考 申请的内容通过引用并入到本申请中。
技术介绍
阳00引 A.
本专利技术一般地设及用于控气重整催化剂的载体材料。特别地，载体材料可W包括 粘±矿物。 阳00引 B.相关技术说明 合成气是包含一氧化碳和氨的气体混合物。合成气通常用作中间气体W制备范围 广泛的各种产物，如混合醇、氨、氨、i-C4控、混合醇、费-托反应（Fischer-Tropsch)产物 (如蜡、柴油燃料、締控、汽油等）、甲醇、乙醇、醒、醇等。合成气也可W用作直接燃料来源， 如用于内燃机。 制备合成气的较常见方法之一是通过氧化控气如甲烧。例如，可W使用二氧化碳、 水或氧或运些材料的组合进行甲烧的受控氧化。对于工业规模的应用，可W通过使用蒸气 将甲烧重整为合成气，例如通过下列反应： 邸4+&0 - C0+3H2 通过使用该方法获得的CO/U比例为约1:3或0.33。关于该比例的问题之一是用 于制备醒、醇和氨的应用需要约1:1或1的co/U比例。因此，当前的解决方案是通过分离 技术从所制备的合成气去除过量的&，运减少了有效制备而同时增加了相关成本。也可W 通过用二氧化碳或二氧化碳和氧的混合物代替水来获得1:1的比例，例如通过下列反应： CH4+CO2一 2C0+2H2 阳〇11 ] 2CH4+CO2+O2一 3C0+3H2+&0。 使用催化剂W推进上述重整反应。当前催化剂的问题之一是它们易于烧结，其会 降低催化材料的活性表面积，从而降低催化剂的效率。另一个问题是碳形成或焦化，其也会 在催化材料上发生。在上述甲烧/二氧化碳重整反应中所使用的催化剂在实际催化剂和用 于负载催化剂的材料的表面上都特别易于出现烧结和焦化问题。
技术实现思路
已发现多种粘±矿物可W用作在合成气制备中通常使用的催化材料的载体。已证 明运些粘±矿物能在反应过程期间减少焦化和烧结。另外，它们的耐用性优于目前市场上 可W获得的那些。 在本专利技术的一个方面，公开了一种控气重整负载型催化剂，其可W包括能够催化 从控气制备包含氨和一氧化碳的气态混合物的催化材料、和包含粘±矿物的粘±载体材 料，其中所述催化材料附着于所述粘±载体材料。附着可W通过化学结合或物理结合或两 者进行。在具体的情况下，结合可W是M1-M2结合（其中Ml是来自催化剂的金属，M2是来 自粘±矿物的金属）或Ml-0结合（其中Ml是来自催化剂的金属，0是来自粘±矿物的氧）。 粘±矿物可W是合成的粘±矿物（如合成制备的而不是从天然来源获得的）。或者，粘± 矿物可W是从天然来源分离的或纯化的（例如可W去除不需要的或不期望的杂质，例如在 合成气制备期间可W引起烧结或焦化的那些（如可W去除铁、儀、儘、钢、钟、氯、巧、裡、钢、 被、领、Si化、和/或有机杂质）。在任一种情况中，合成的、经纯化的或经分离的粘±矿物 可W含有极少或不含运些杂质W有助于避免烧结或焦化问题。在另一个实施方案中，然而， 可W使用未经分离或未经纯化的粘±矿物。在本专利技术的情况下可W使用的粘±矿物的非限 制性实例包括高岭± -蛇纹石粘±矿物（例如高岭石、埃洛石、利蛇纹石、纤蛇纹石）、叶腊 石-滑石粘±矿物、云母粘±矿物（如伊利石、海绿石、绿鱗石）、赔石粘±矿物、蒙皂石粘± 矿物（蒙脱石、绿脱石、皂石）、绿泥石（侣绿泥石、斜绿泥石、麵绿泥石）、海泡石-坡缕石粘 ±矿物、间层粘±矿物（如累托石、柯绿泥石、绿泥间膨润石）、和/或水侣英石和伊毛缩石 粘±矿物。另外，也可W使用运些矿物的任意混合物或组合（如高岭上和蒙脱石、高岭上和 滑石、高岭上和绿泥石等）。在具体的情况下，粘上矿物可W是具有1:1娃酸盐层或2:1娃 酸盐层的一种。在具体的情况下，粘±矿物可W是高岭±，如高岭石。在一些方面，负载型 催化剂可W包括至少1重量％、5重量％、10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重 量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重量％或更多的催化材料和/或至少1重量％、 5重量％、10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45 重量％、50重量％、60重量％、70重量％、80重量％、90重量％或更多的粘±载体材料。粘 ±载体材料可W包含粘±矿物，基本上由其构成或由其构成。在具体地方面，负载型催化剂 包含5重量％至50重量％的催化材料和95重量％至50重量％的粘±载体材料或者10重 量％至20重量％的催化材料和90重量％至80重量％的粘±载体材料。粘±载体材料和/ 或催化剂可W是粉末形式或颗粒形式。颗粒的大小可W根据需要变化W用于小的或实验室 规模的应用或用于大的或工业规模的应用。在一个具体情况中，颗粒的大小可W为5ym至 300ym。或者，粘±载体材料或催化剂可W具有经构建的几何结构（如丸粒、泡沫、蜂窝、整 料等）。催化材料可W分散在载体材料的整个表面。在具体的情况下，当经受大于700°C， 大于 725°(：、750°(：、775°(：，或大于 800°(：，或从大于 700°(：、725°(：、750°(：、775°(：或 800°(：至 1100°C，或从大于 700 °C、725 °C、750°C、775°C或 800°C至 1000 °C，或从大于 700 °C、725 °C、 750°C、775°C或800°C至900°C的溫度时，催化剂能够减少在所述负载型催化剂的表面上的 碳形成或焦化。在具体的情况下，范围可W是8〇o°c至iooo°c或8〇o°c至iioor。类似地或 替代地，当经受大于700°C，大于725°C、750°C、775°C，或大于800°C，或大于700°C、725°C、 750°(：、775°(：或800°(：至1100°(：，或大于700°(：、725°(：、750°(：、775°(：或800°(：至 1000°(：，或大 于700°C、725°C、750°C、775°C或800°C至900°C的溫度时，负载型催化剂能够减少催化材料 或粘±载体材料的烧结。在具体的情况下，范围可W是8〇o°c至iooo°c或8〇o°c至iioor。 因此，使用本专利技术的催化剂的合成气制备的反应溫度可W是大于700°c至lioor或725°C、 750°C、775°C或800°C至900°C、1000°C或1100°C的溫度。在具体的情况下，范围可W是 800°C至1000°C或800°C至iioor。催化材料可W是烧绿石。烧绿石的非限制性实例是具 有W下结构的一种： AxByzCz〇7 阳016] 其中，A是元素La、Ce、Nd、Bi、Sc或Y的S价离子，其中0《X《2, B是元素Zr、 Pt、Pd、Ni、Mo、化、Ru或Ir的四价离子，其中0《y-z《2，C是Ba、Ca、Cu、Mg、Ru、化、Pt、Pd、化、Co或Mo的二价、S价或四价离子，其中0《z《2。变量x、y和z每个都是数字（如 实数）。或者，催化材料可W是金属催化剂、金属氧化物催化剂、金属氧化物负载型金属催化 剂（例如，负载在各种金属氧化物如Al2〇3、Si〇2、SBA-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烃气重整负载型催化剂，其包含：(a)能够催化从烃气产生包含氢和一氧化碳的气态混合物的催化材料；和(b)包含粘土矿物的粘土载体材料，其中所述催化材料附着于所述粘土载体材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：劳伦斯·德索萨，维努·维斯瓦纳特，
申请(专利权)人：沙特基础工业全球技术公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL