本发明专利技术涉及一种用于焦化工业中焦炉煤气制取富氢气体的催化剂及其制备方法，属焦炉煤气催化裂解工艺及催化剂技术领域。本发明专利技术催化剂由载体、活性组分和辅助组分组成。载体采用天然橄榄石粉体，占催化剂总重量的９０～９８％，活性组分为Ｎｉ，占１～５％；辅助组分为稀土或碱土金属元素，占０～５％；上述的稀土元素为Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ中的任一种；碱土金属元素为Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｉ、Ｂａ中的任一种。天然橄榄石粉体是橄榄石经粉粹、筛分。该橄榄石的组成成分为：（ｗｔ％）ＭｇＯ４５～５５，ＳｉＯ↓［２］３５～４５，Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］７．１～９．２，Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］０．７～０．９，ＣａＯ０．３５～０．３８，Ｃｒ↓［２］Ｏ↓［３］０．５５～０．６５，ＮｉＯ０．３４～０．３８。它的制备方法包括载体的预处理及用活性组分和辅助组分浸渍、干燥和焙烧等过程。本发明专利技术的优点在于催化剂对焦油的裂解反应活性高、稳定性好、使用寿命长。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于焦化工业中焦炉煤气制取富氢气体的催化剂及其制备方法， 属焦炉煤气催化裂解工艺及催化剂
技术介绍
焦化工业生产中煤经过气化和高温裂解产生的焦炉荒煤气中除含H2、 H20、 CH4、 CO和C02等主要成分外，还含有从乙烷到煤焦油等挥发性有机成分。煤焦油按干馏 温度的不同可分为低温焦油和高温焦温，现代炼焦生产中得到的焦油属于高温焦油。 高温焦油是主要由苯、萘等芳香烃组成的复杂混合物，它在荒煤气中的含量一般约为 100g/m3。焦炉荒煤气经净化可得到粗苯和焦油等化学产品，但是这些产品的收益还 不够补偿煤气净化的费用，因此从经济性和环保方面考虑，通过充分利用焦炉煤气湿 组分自身的物理热和化学能，直接将高温焦炉煤煤气进行裂解、重整干气化，可以使 氢组分大幅度增加，使焦炉煤气得以大规模地生产高附加值的廉价富氢气体。目前， 催化裂解转化焦炉煤气是高效增氢的最有效、最合理的方法之一，因而开发出高效率、 长寿命、易再生、廉价易得的催化剂已成为各国迫切需要解决的重点问题之一。((Journal of Chemical Engineering of Japan》(2003年第36巻第7期第735-714页) 发表的一篇"通过热解和蒸汽重整转化热焦炉煤气中的焦油"的文章，公开报道了两种焦油催化裂解的催化剂，它们分别为Siid-Chemie公司的Ni/K20 八1203商业化催化剂和Haldor-Tops 4) e公司的Ni/MgO Al203商业化催化剂。《Journal of Chemical Engineering of Japan》(2006年第39巻第4期第461-468页) 发表的一篇"通过Ni/Al203催化剂将热焦炉煤气转化为轻质燃料气"的文章，公开报道了一种焦油催化裂解催化剂，它为Siid-Chemie公司的Ni/Al203商业化催化剂(No.C13-4)。申请号为200610018740.3的中国专利技术专利中公开了一种焦炉煤气部分氧化制富 氢气体的催化剂。该催化剂为Z204/Z205/CN-20催化剂，该催化剂起始活性温度450 °C，最高温度耐160(TC;其中Z204为西南化工研究院生产品，转化催化剂形状为 ①19X19X9毫米环形,主要成分质量％: NiO》14%, CaO~10%， Al20;&55%; Z205 为西南化工研究院生产品，转化催化剂形状为①25X 17X0)10毫米环形，主要成分质量0/。 Ni0 6±l%， CaO"3.5%， Al2O3"90%; CN-20为西南化工研究院生产品，转 化催化剂形状为①19X19X9毫米环形，主要成分质量％: NiO》14%， CaO"6%， A203"76%。申请号为200610155081.7的中国专利技术专利中公开了一种焦炉煤气吸附强化的催 化制富氢气体的方法。该方法采用的催化剂主要由以微米级和/或纳米级的碳酸钙和/ 或氢氧化钙粉末为前驱体的氧化钙和以碳酸镍、氧化镍或硝酸镍成分和氧化铝、二氧 化硅载体复合而成。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于焦化工业中焦炉煤气制取富氢气体的催化剂及 其制备方法。本专利技术一种用于焦炉煤气制取富氢气体的催化剂，其特征在于具有以下的组成天然橄榄石粉体90 98wt%，作为催化剂的载体； 金属Ni元素l 5wt%，作为催化剂的活性组分； 稀土或碱土金属元素0 5wty。，为辅助组分-，上述的天然橄榄石粉体为无然橄榄石经粉碎、筛分，并经高温焙烧后所得的粉体;该橄榄石的组成成分如下(Wt%)Mg0 45 55， Si02 35 45, Fe203 7.1 9.2， A1203 0.7 0.9， CaO 0.35 0.38， Cr203 0.55 0.65， NiO 0.34 0.38;上述的稀土元素为La、 Ce、 Pr、 Nd中的任一种； 上述的碱土金属元素为Mg、 Ca、 Sr、 Ba中的任一种。一种用于焦炉炉气制取富氢气体的催化剂的制备方法，其特征在于具有以下的过 程和步骤a. 将天然橄榄石粉碎、筛分，保留20 40目或60 80目颗粒大小的粉料，放 于马弗炉中在700 1000。C下煅烧3 5小时；b. 将上述所得粉料作为催化剂载体，采用共浸方式或分浸方式负载活性组分； 共浸方式是按载体负载活性组分和辅助组分以化学计量计算并配制镍盐、稀土元素 或碱土金属元素的混合硝酸盐溶液；将所述载体浸泡于所述溶液中，于50 8(TC温 度下浸泡1 5小时，炒干，再放于IIO'C烘箱中干燥过夜；另一种分浸方式是将 载体分别浸泡于稀土或碱土金属的硝酸盐溶液中，于50 8(TC温度下浸泡1 5小时， 炒干，再在350'C下焙烧2小时，然后再浸泡于硝酸镍溶液中，于50 80'C温度下浸泡1 5小时，炒干，放于ll(TC烘箱中干燥过夜；c.将上述浸渍后的载体再在300 40(TC温度下焙烧0.5 3小时，使硝酸盐全部 分解；最后在800 120(TC下焙烧4 8小时；最终得到催化剂。本专利技术方法制得的催化剂应用于焦炉煤气制取富氢气体的反应中，其各项工艺参 数如下反应温度为650 900°C ，空速500 100,000h"，反应中焦油体积含量为0.01 5%， H2体积含量为30 60%, CH4体积含量为5 25%， H20体积含量为10 40%, N2体积含量为0 10%， H2S体积含量为0 0.5%， C2-C5馏分0 2%。本专利技术方法制备所得的催化剂对焦油的裂解反应活性高、稳定性好、使用寿命长； 另外，本专利技术方法工艺简单，操作简便，制造成本低。 附图说明图1为本专利技术一实施例所用橄榄石(900'C焙烧3h)的氮气吸附等温线和孔径分 布图。其中(a)为氮吸脱附等温线，(b)为孔径分布图。图2为本专利技术一实施例所用橄榄石(900'C焙烧3h)及载镍催化剂的XRD图谱。 图3为本专利技术一实施例裂解催化反应中小分子气体体积百分比含量随时间的变 化曲线图。其中(a)为橄榄石(SV=3154h"); (b)为橄榄石(SV-6308"h); (c)为Ni/为橄榄石 (SV-6308h")。 具体实施例方式现将本专利技术的具体实施例叙述于后。 实施例1活性组分Ni重量百分比含量为2%催化剂样品的制备将天然橄榄石粉碎筛分得20 40目颗粒，90(TC焙烧3h,称取0.6066g硝酸镍六 水合物，溶于去离子水中，再将6g预处理的橄榄石在80。C浸泡于上述溶液中4小时， 炒干，110'C烘箱中干燥过夜，80(TC焙烧4h，得催化剂Ni/olivine。此外的Olivine即为橄榄石之英文名。橄榄石(Olivine)经900。C焙烧3h后的组成分析见下表l。表l榄榄石(900'C焙烧3h)的组成分析(XRF)<table>table see original document page 5</column></row><table>参见图l，图1为本实施例所用的橄榄石(Olivine,于90(TC焙烧3h)的氮气吸附等温线和孔径分布图。其中(a)为氮吸脱附等温线，(b)为孔径分布图。其比表面积为12.271m2/g，孔体积为0.056cc/g，孔径为3本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于焦炉煤气制取富氢气体的催化剂，其特征在于具有以下的组成：天然橄榄石粉体９０～９８ｗｔ％，作为催化剂的载体；金属Ｎｉ元素１～５ｗｔ％，作为催化剂的活性组分；稀土或碱土金属元素０～５ｗｔ％，为辅助组分；上述的天然橄榄石粉体为天然橄榄石经粉碎、筛分，并经高温焙烧后所得的粉体；该橄榄石的组成成分如下：（ｗｔ％）ＭｇＯ４５～５５，ＳｉＯ↓［２］３５～４５，Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］７．１～９．２，Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］０．７～０．９，ＣａＯ０．３５～０．３８，Ｃｒ↓［２］Ｏ↓［３］０．５５～０．６５，ＮｉＯ０．３４～０．３８；上述的稀土元素为Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ中的任一种；上述的碱土金属元素为Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ中的任一种。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：丁伟中，岳宝华，戴智铭，卜宪昵，方建慧，徐匡迪，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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