本发明专利技术涉及一种新型镍基LPG水蒸气重整催化剂及其制备方法，属于催化剂制备工艺技术领域。本发明专利技术为由镍、镁、铝的氧化物组成的LPG水蒸气重整催化剂。其特征在于其中镍含量为5～20wt%，镁与铝的摩尔比为0.5～2:1。其制备方法为用碱液滴定可溶的硝酸镁、硝酸铝得到沉淀物；该沉淀物经过抽滤、洗涤、干燥、焙烧后得到镁铝复合氧化物载体。然后通过浸渍法将所得到的载体负载一定量的镍并再次干燥、焙烧后得到成品催化剂。本发明专利技术制备的催化剂具有催化活性高、使用温度宽、催化稳定性好、机械强度高、生产成本低等优点。本发明专利技术中优选的15wt%Ni/Mg1.25(Al)催化剂，经寿命实验结果表明，该催化剂是一种很有潜力的LPG水蒸气重整催化剂。
Novel nickel based LPG steam reforming catalyst and preparation method thereof
The invention relates to a novel nickel based LPG steam reforming catalyst and a preparation method thereof, belonging to the technical field of catalyst preparation technology. The invention is a LPG water vapor reforming catalyst composed of oxides of nickel, magnesium and aluminium. Its characteristic is that the content of nickel is 5 ~ 20wt%, and the molar ratio between Mg and Al is 0.5 ~ 2:1. The method for preparing the obtained precipitate with alkali titration soluble magnesium nitrate and aluminum nitrate; the precipitate by filtration, washing, drying and baking to obtain magnesium aluminum composite oxides. Then the obtained carrier is loaded with a certain amount of nickel and then dried and roasted again to obtain the finished product catalyst. The catalyst prepared by the invention has the advantages of high catalytic activity, wide use temperature, good catalytic stability, high mechanical strength and low production cost. The preferred 15wt%Ni/Mg1.25 (Al) catalyst in the present invention has been proved by lifetime experiments that the catalyst is a promising catalyst for LPG steam reforming.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术公开了一种新型镍基LPG水蒸气重整催化剂及其制备方法，属于催化剂制 备工艺
技术介绍
LPG、汽油、柴油具有燃烧热值高、能量密度大、市场来源稳定、储存运输方便、有成 熟的商业化配送网络等优点，用于开发燃料电池汽车车载制氢，具有巨大的潜在商业价值。 烃类水蒸气重整制氢法是目前应用最广的制氢方法，水蒸气重整反应是慢速反应，为保持 较高的生产速率，工业生产中压力通常高于3. 0 MPa。积炭对催化剂的活性、寿命、机械强度 都有不良影响，为防止积炭，需通入过量的水蒸气(S/C = 3 幻。提高水蒸气用量意味着 能耗的增加，设备庞大，占地面积大，投资和操作费用昂贵。一个有效的解决方法是采用预转换工艺。预转化工艺就是在转化炉前增加一台绝 热反应器，使原料中的烃类在低温，低水碳比，高空速等条件下蒸汽转化为CH4和H2等小分 子气体。然后再经700 °C以上高温将014重整生成吐，0)和0)2。烃类预转化制取富甲烷气的过程一般在400 550 °C范围内进行，采用高活性镍 催化剂，保证高碳烃在较低温度下裂解、蒸汽转化、加氢和变换反应，最终达到甲烷化和CO 变换平衡。裂解、转化等吸热反应与甲烷化，变换等放热反应形成耦合，互供热量，减少与外 界的热交换。预转化反应与传统反应不同的是，传统转化主要以烃和蒸汽转化制氢为主，需 在较高温度下进行；而预转化要求裂解和加氢反应同时进行，通过工艺参数调整，使整体热 效应较小，实现在绝热反应器中进行。预转化催化剂不同于转化催化剂，它应具有以下特 性(1)高的低温活性；O)高抗积炭性；(3)良好的热稳定性。因此，既要保证催化剂有较 高的活性，又要延长使用寿命。NiAl2O3催化剂由于其高活性及价格低廉而被认为是一种很有前途的烃类水蒸气 重整催化剂(Appl Catal A. 314(2006) 9，Int J Hydrogen Energy. 25(2000) :81, Int J Hydrogen Energy. 33(2008) :7427, Chin J Catal. 30(2009) :690o 然而，在高温条件 下，Ni/Al203催化剂很容易因积碳和Ni颗粒烧结而失活。目前国内外的一些研究主要是通 过添加助剂、改善催化剂载体、改进催化剂制备方法和摸索催化剂最佳反应条件来提高催 化剂的抗积碳能力(J Catal. 234(2005) :496, Int J Hydrogen Energy. 34(2009) :1809, J Catal. 250(2007) :85. Int J Hydrogen Energy. 34(2009) :2260, Appl Catal B. 86(2008) :36, Appl Catal B. 96(2010) :232) 水滑石类阴离子粘土是一种重要的层柱状新型无机材料，主要包括水滑石 (Hydrotaleite，简称 HT)及类水滑石(Hydrotaleite — like compounds，简称 HTlc)。由 于独特的结构特点、组成、孔结构的可调变性和优良的催化性能，使其在催化、工业和医药 等方面展示了广阔的应用前景，已引起广泛关注。国内外相关文献报道由类水滑石衍生得 到的镁铝复合氧化物载镍催化剂在甲烷水蒸气重整(J Catal. 25(K2007) :299)、甲烷部 分氧化重整(J Catal. 221(2004) :43, Appl Catal A. 223(2002) :35, J Mol Catal A.3204(2003) :637、甲烷干重整(Appl Catal A. 273 (2004) 75)、丙烷氧化脱氢(J Catal. 187(1999) 410)以及乙醇水蒸气重整(Appl Catal A. 363 (2009) 52，Catal Commun. 15(2008) :2606, Int J Hydrogen Energy. 33(2009) :3489)具有高活性、高稳定性和强抗 积碳性能。日本专利11-276893报道了一种以水滑石为前驱体的含少量贵金属(Ru，I h，Pd) 的镍基催化剂，并把它用在甲烷的二氧化碳重整中。然而，虽然添加了贵金属，这种催化剂 只有在温度超过800°C才能发挥较好的催化性能。600°C反应条件下，只有当催化剂中Mi含 量超过5%时，甲烷转换率才能超过50%。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种催化活性高、使用温度宽、催化稳定性好、机械强度 高、生产成本低的LPG水蒸气重整催化剂。本专利技术的新型镍基LPG水蒸气重整催化剂，其特征在于由镍、铝、镁的氧化物组 成，其中镍含量为5-20wt%，镁与铝的摩尔比为0. 5 2:1 ；本专利技术催化剂的制备工艺采用共 沉淀法与浸渍法，主要包含以下步骤a)按催化剂的元素组成，配置一定量的Mg (NO3) 2·6Η20和Al (NO3) 3·9Η20的混 合水溶液，使金属离子摩尔浓度为0. 35 mol/L ；同时配置沉淀剂水溶液，沉淀剂水溶液为1 M Na2CO3和2 M NaOH的混合溶液；b)将上述碱性沉淀剂水溶液缓慢滴入带搅拌装置的金属阳离子混合水溶液 的烧杯内进行反应；搅拌速度为160转/分，沉淀反应在室温60°C下进行，沉淀反应结束后 保持混合液的PH值在9. 5左右并在保持60°C下搅拌陈化池，将所得沉淀物经多次洗涤，过 滤后在110°C干燥箱中隔夜干燥；然后研磨成细粉，在800°C的马弗炉中焙烧20小时后得镁 铝复合氧化物载体；c)将上述制备得到的镁铝复合氧化物载体浸渍于适量Ni (NO3)2溶液中，室温 静置2 h后在80°C下蒸干，隔夜干燥，并在800 °G下焙烧20 h，将焙烧后的粉体在25 35 kN的压力下于模中挤压成型；随后经破碎、过筛，得到粒径为35 45目的颗粒，即为Ni/ Mgx(Al)催化剂成品。附图说明图1是本专利技术实施例1，实施例2和对比例1中不同Mg/Al摩尔比催化剂的催化评 价结果。图2为实施例2中不同镍含量催化剂的催化评价结果。图3为实施例2中制得的15wt%Ni/Mgl.M(Al)和对比例2中的通过共沉淀一步法 制备的催化剂的催化性能评价结果的比较。图4 为 15wt%Ni/MgL25(Al)在固定空速(57892 mLh、—1)和反应温度(400°C)下， LPG转化率和产物选择性跟反应温度的关系(虚线为理论平衡值)。图5为15wt%Ni/Mgl.M(Al)催化剂寿命实验结果。具体实施例方式通过以下实施例对本专利技术进行进一步说明，但本专利技术并不仅限于这些实施例。实施例1按摩尔比 η (Mg) η (Al) =0. 5:1，称取 87. 5 g Al (NO3) 3·9Η20和 29. 9 g Mg(N03)2*6H20溶 于120mL去离子水中。同时，配制Na2CO3 (1 MMPNaOH (2 M)的混合溶液作为沉淀剂。将 上述碱性沉淀剂水溶液缓慢滴入带搅拌装置的装有金属阳离子混合水溶液的烧杯内进行 反应；搅拌速度为160转/分，沉淀反应在室温60°C下进行，沉淀反应结束后保持混合液的 PH值在9. 5左右并在保持60°C下搅拌陈化池，将所得沉淀物经多次洗涤，过滤本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种新型镍基ＬＰＧ水蒸气重整催化剂，其特征在于由镍、铝、镁的氧化物组成，其中镍含量为５？２０ｗｔ％，镁与铝的摩尔比为０．５～２：１。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：丁伟中，沈葵，汪学广，王新星，刘和之，尚兴付，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：31
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。