本发明专利技术烃类部分氧化转化催化剂应用于制氢，合成氨及甲醇工业。系采用活性组份镍与助催化组份Ｋ↓［２］Ｏ、ＭｎＯ↓［２］、ＣｕＯ及载体组份Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］、ＳｉＯ↓［２］和造孔剂木炭或聚苯乙烯直接混合加水成型，经高温烧结成蜂窝球形，开孔球形，车轮形和多孔圆柱形，该产品具有强度大，活性高，热稳定性好，外表面大，抗析碳及耐高硫，高烯烃等特点，可用于反应温度在７５０℃以上的部分氧化法转化炉，蒸汽两段转化法的二段炉及间歇法的转化炉。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
烃类部分氧化转化催化剂本专利技术涉及一种烃类部分氧化转化催化剂，特别是一种适用于以炼厂干气、焦化气、天然气、油田伴生气和各种石油气为原料，采用部分氧化法制氢和制取合成气的烃类部分氧化转化催化剂。烃类的转化部位是制氢和制合成气的关键部位，特别是在21世纪的能源结构中，天然气将成为一种重要的能源，与传统的水蒸汽重整法相比，天然气(甲烷)催化部分氧化制合成气具有能耗低，设备投资少及产物H2/CO摩尔比为2等诸多优点，是下一步甲醇合成与F-T合成的龙头工艺，自90年代以来，国内外研究者对催化部分氧化开展了广泛的研究，烃类的催化部分氧化转化要求催化剂具有高强度，高温活性好，水热稳定性好，且能抗析碳耐高硫，而现有的催化剂可以说是矛盾的折衷物，如粘结型含钾催化剂抗析碳性能好，但遇高温则易收缩，其活性和强度衰减快；共沉烧结型催化剂，活性高，但易水合，且抗工艺条件波动的能力差；预烧结浸渍型催化剂的特点是强度稍高，活性好，但活性稳定性差，在高温高压的运转条件下，附着在载体表面的活性组分镍会逐步衰减；而且，现有转化催化剂的制作工艺复杂，难度大，对环境的污染也大。烃类的转化反应主要受内拆散控制，温度越高，反应速度越快，用于该过程的催化剂大约只有0.02～0.04mm的催化剂外壳层起着催化作用，用于这种反应过程的催化剂，其孔结构最好是大孔和高外表面，这样有利于减小反应过程的内扩散阻力，增加反应物分子进入催化剂内壳层的深度。本专利技术的目的是为了克服现有转化催化剂的缺点，解决体相结构，增加催化剂的外表面利用率，增加催化剂在使用条件下的强度，活性和稳定性，提高催化剂抗工艺条件波动的能力，延长使用寿命，减少对环境的污染。为达到以上目的，本专利技术的烃类部分氧化转化催化剂的配方如下：-->(按重量百分比)氧化镍 8-25 氧化铝 10-92 铝钒土 0-60二氧化锰 0-10 碳酸钾 0-6 碳酸钙 0-10高岭土 0-10 澎润土 0-8 木炭 0-6氧化铜 0-6 聚苯乙烯 0-4 氧化镁 0-10将上述各组份按配比充分混合，加入10-30％的水，制成球形，开孔球形，车轮形，多孔圆柱形或者其它所需的形状，然后将成型好的坯体送入烘房烘干水份，再将烘干的坯体送入煅烧炉，在8-16小时内将温度从室温升至1300-1650℃，然后在1300-1650℃恒温保持1-6小时，最后冷却至室温即成本专利技术的烃类部分氧化转化催化剂。本专利技术的烃类部分氧化转化催化剂其化学组份和物理性质如下：(按重量百分比)氧化镍 8-25 氧化铝 40-88 二氧化硅 0.5-20氧化钾 0.5-4 氧化钙 0.5-10 二氧化锰 0-8氧化镁 0-10 氧化铜 0-6比表面：1.5-3.5平方米/克 孔容0.05-0.20毫升/克侧压强度：≥1000牛顿/颗本专利技术的烃类部分氧化转化催化剂是将催化组份和载体组份及扩孔物质按配比一次加入充分混合加水一次成型经高温烧结得到高强度、高活性，热稳定性好，且有10～20％的活性组份氧化镍被还原成已具有活性的金属镍的催化剂。在使用过程中不收缩，不粉碎，不会造成阻力增大；由于活性组份已与载体组份融为一体，即使有所破碎，破碎的表面具有相同的活性，同时活性组份不流失，所以可以保持催化剂活性的长期性。由于催化剂的烧成温度为1300-1650℃，已大大高于其800-1100℃的使用温度，所以可以保持水热稳定性的长期性和耐温急变性。催化剂加入助催化组份K2O、CuO、MnO2等，使催化剂的抗析碳和抗硫性能优良，同时对解离活化CH4上，活化氧和表面晶格氧的迁移方面及对CO和H2的脱附能力均具有优良的-->性能；催化剂的表面酸度为有利于烃类转化的碱性，所以催化剂抗工艺条件波动的能力强。为增加外表面和大孔结构，在配料时加入了木炭或聚苯乙烯，高温燃烧后在催化剂上留下空隙，增加了催化剂的大孔和外表面积，同时将催化剂做成蜂窝球形，开孔球形，车轮形和多孔圆柱形，与传统的拉西环比，大大增加了催化剂的外表面积，从而减小了转化反应内扩散的阻力，减轻了堆比重，同时也减轻了设备承受的负荷。制得的烃类部分氧化转化催化剂具有以下特点：1、较好的耐磨度，其强度≥1000牛顿/颗，在1300℃以下的高温下使用不粉碎，不收缩，活性好，性能稳定，寿命可达一年以上。2、添加了CuO、MnO2等组份，提高了Ni-Al催化剂的甲烷部分氧化活性，由于CuO、MnO2具有优异的活化氧能力并对解离活化CH4，脱附CO、H2的能力具有良好的性能。3、由于加入了K2O、MnO2、CuO等氧化物，提高了抗析碳，耐高硫、高烯烃的性能，并使催化剂热稳性提高。4、由于加入了MgO和含SiO2的高岭土及澎润土，MgO能把NiO还原成微细的Ni，防止镍的晶粒长大；SiO2可在焙烧过程中使NiO不晶化，防止烧结，提高耐热性和耐温急变性，提高活性，延长使用寿命。5、由于生产配方中可含有聚苯乙烯，制得成品形成蜂窝孔状，使其增加外表面，同时减轻堆比重，减轻炉拱的负担。6、由于是以烃类为燃料烧成，所含活性组份NiO中有10-20％已被还原具有活性的Ni，并且在1200℃以下不会被氧化。7、既适用部分氧化法的转化炉，也适用于蒸汽两段转化法的二段炉，间歇化法的转化炉和制还原性保护气的气体发生炉。将按本专利技术制得的转化催化剂装入1.5万吨/年合成氨装置的部分氧化转化炉进行中试，操作参数如下：催化剂装量：6立方米原料气： 炼厂干气(总碳100-220％，总烯15-40％，总硫≤25ppm)-->水碳比： 1.8-3.0氧碳比： 0.45-0.65富氧浓度：38-80％操作压力：1.8-2.2Mpa操作温度：750-1100℃出口甲烷：≤0.5％中试的使用情况说明，按本专利技术制得的转化催化剂强度大，活性好，破碎少，阻力无大的上涨，抗析碳，能耐高硫和高烯烃，活性组份不流失，活性周期长，使用寿命在一年以上，比Z102，CN-2，RKS-1等转化催化剂都要适合部分氧化法的转化炉，其使用效果与Z102、CN-2、RKS-1等同类产品对比如下表：按本专利技术制得的催化剂 Z102 CN-2 RKS-1侧压强度N/颗 ≥1000 ≥400 ≥450 ≥450耐最高硫ppm ≥25 ≤8 ≤8 ≤8耐最高烯烃 ≥35％ ≤10％ ≤10％ ≤10％出口CH4(％) ≤0.5 ≤1 ≤1 ≤1最长使用寿命 一年半以上 10个月 10个月 半年其中：Z102为齐鲁石化催化剂厂生产 CN-2为西南化工研究院生产 RKS-1为丹麦托普索公司生产-->为了更好地描述本专利技术，现举几个实施例，不过本专利技术不受这些实施例的限制或不限于它们。在下述各实施例中所有组份的百分比均按重量百分比。实施例1氧化镍 25％ 氧化铝 10％ 铝钒土 39％二氧化锰 4％ 碳酸钾 5％ 碳酸钙 4％高岭土 4％ 澎润土 5％ 木炭 4％将原料按上述配比充分混本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种烃类部分氧化转化催化剂，其特征在于：其生产配方如下（为重量百分比）氧化镍 ８－２５ 氧化铝 １０－９２ 铝钒土 ０－６０二氧化锰 ０－１０ 碳酸钾 ０－６ 碳酸钙 ０－１０高岭土 ０－１０ 澎润土 ０－８ 木炭 ０－６氧 化铜 ０－６ 聚苯乙烯 ０－４ 氧化镁 ０－１０。
【技术特征摘要】
1、一种烃类部分氧化转化催化剂，其特征在于：其生产配方如下(为重量百分比)氧化镍 8-25 氧化铝 10-92 铝钒土 0-60二氧化锰 0-10 碳酸钾 0-6 碳酸钙 0-10高岭土 0-10 澎润土 0-8 木炭 0-6氧化铜 0-6 聚苯乙烯 0-4 氧化镁 0-102、如权利要求1所述的烃类部分氧化转化催化剂，其特征在于：其有效化学组份(为重量百分比)：氧化镍 8-25 氧化铝 40-88 二氧化硅 0.5-20氧化钾 0.5-4 氧化钙 0....
【专利技术属性】
技术研发人员：张盘庚，张弘，张强，
申请(专利权)人：张强，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。