烃类转化制氢催化剂的制备方法技术

技术编号:8125909 阅读:244 留言:0更新日期:2012-12-26 19:21
本发明专利技术涉及一种烃类转化制氢催化剂的制备方法,其特征在于以下步骤:将La(NO3)2加入去离子水中,配制成溶液;将氧化铝基载体放入浸渍液中,进行等体积浸渍;浸渍后,烘干;烘干后催化剂,焙烧2-6小时,降至室温;取Ni(NO3)2、去离子水和表面活性剂,配制成Ni(NO3)2的溶液;将制备的催化剂放入溶液中,进行等体积浸渍;样品烘干,然后焙烧;再一次放入溶液中,再一次进行进行等体积浸渍,然后烘干,再焙烧,得产品。所制得的烃类转化制氢催化剂具有稳定的高活性,使用含有大量C2~C4气态烃做原料时,能够迅速将C2~C4烃类催化裂解和蒸汽转化,防止C2~C4下移到高温床层而积碳。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种,属于化工领域。
技术介绍
目前化石燃料的重整制氢是制氢技术的主流。对于石化厂所需要的氢气,最为可行的技术主要是采用轻烃转化法制氢技木。天然气制氢方法的一般包括原料的预处理,脱出原料中的烯烃和硫杂质,以便保护催化剂的活性和长周期的运行。预处理后的原料进入轻烃水蒸气转化反应器进行轻烃水蒸气转化生成以h2、co、co2、ch4为主的混合合成气,轻烃水蒸气转化反应器主要是有若干个外热式管式固体床反应器组成,该轻烃水蒸气转化催化剂的活性组分为金属镍,催化剂的载体主要有铝酸钙载体、耐火材料载体(主要是高温煅 烧的氧化铝或镁铝尖石,其中要求氧化钙和ニ氧化硅的含量小于O. 1% ),反应温度为大于850 V .轻烃水蒸气转化法制备氢气对原料的要求比较严格,对于气体原料,要求其中烯烃含量小于1% ;对于轻油原料,要求其芳烃含量小于13%、环烷烃含量小于36%、硫含量小于lOOppm。因此目前的轻烃水蒸气转化法制氢的技术在原料可选择性差、エ艺流程长、过程复杂,成产条件苛刻等问题。用于烃类裂解制氢的催化剂大多都是以镍为主要活性组分的负载型催化剂,并以向其中加入各种助剂,专利CN1689699A公开了ー种Ni/Ce(1_x)Zrx02/Si02负载型催化剂,其对催化甲烷裂解制氢有较高的转化率。但这种催化剂的抗积碳能力较差,容易失活,影响催化剂的稳定性。CN101439287本专利技术公开了ー种烃类催化裂解制氢催化剂及其制备方法,所述的烃类制氢催化剂以M0y/CNFs为载体负载活性组分Ni,其中各组分的重量份为Ni元素10 50,MOy 5 70,CNFs 2 45 ;其制备方法为将MOy和经过预处理的CNFs加入镍盐水溶液中,然后加入碱液调节PH值为6 8,搅拌后静置,得到的沉淀物经过滤、洗涤、干燥,即得,用CNFs做载体有价格高的缺点。CN1058546公开了ー种制氢催化剂,其特征是由活性组分Ni9 11% (重量)及改性剂稀土金属I. O I. 4% (重量)碱土金属O. 5 O. 7% (重)和改性载体。采用了木质纤维素作为扩孔剂,氧化镧为活性改性剂,但是其活性金属不是棒状粒子结构。
技术实现思路
根据现有技术不足,本专利技术所要解决的技术问题是提供一种,生产的烃类转化制氢催化剂具有稳定的高活性,孔道的贯穿性提高。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种,其特征在于以下步骤(a)将La(NO3)2加入去离子水中,配制成浓度为O. 2 O. 4mol/l的溶液;(b)将氧化铝基载体放入步骤(a)浸溃液中,进行等体积浸溃;(c)步骤(b)浸溃后,在100-130°C烘干1-10小时;(d)步骤(c)烘干后催化剂,在800_900°C焙烧2-6小时,降至室温;(e)取Ni (NO3)2、去离子水和表面活性剂,配制成Ni (NO3)2浓度为I. O 5. Omol/1的溶液,游离酸小于O. Olmol/1,表面活性剂与Ni (NO3)2的重量之比为O. 01-0. 3 I ;(f)将步骤(d)制备的催化剂放入步骤(e)溶液中,进行等体积浸溃;(g)步骤(f)样品在100_130°C烘干ト10小时,然后在400_600で焙烧3-8小时;(h)步骤(g)再一次放入步骤(e)溶液中,再一次进行进行等体积浸溃,然后在100-130°C烘干1-10小时,再在400-600°C焙烧3_8小时,得产品。所述的La(NO3)2是硝酸澜是エ业用的硝酸澜,LaO含量占物料总重的1_5%。所述的Ni (NO3)2エ业用的六水硝酸镍,NiO含量占物料总重的14-20%。 所述的表面活性剂为卵磷脂、磷酸脂、脂肪醇聚氧こ烯醚、脂肪酸聚氧こ烯醚、烷基酚聚氧こ烯醚、脂肪胺聚氧こ烯醚、聚こニ醇、妥尔油酰胺、十二烷基醇酰磷脂、SP-40、SP-60、SP-65、SP-80、SP-85、M-201、脂肪酸单甘酯及ニ甘酷、こニ醇单硬脂酸酷、ー缩ニこニ醇单硬脂酸酯或丙烯こニ醇单十二烷基酯,且表面活性剂与Ni (NO3)2的重量之比为O.01-0. 3 I。所述的氧化铝基载体由以下步骤制得(I)取高温氧化铝,向其中按顺序依次加入纯铝酸钙水泥、改性助剂ZrO2、木棉和石墨,组成混合物料;(2)向物料中加入水,水占物料总质量的15 25%,拌匀,经煤球机预压4-5遍成球率80-95%,经烘干箱100-150°C烘干3_6小时,过8目筛造粒,风干2_10小时;(3)在压片机上压片成型,规格16 X 15mm ;(4)在进行初压,初压强度为30 50N/颗;(5)用蒸汽养护24-72小时;(6)载体在 1100_1200°C活化 2-8 小时。其中在压片机上压片成型后,规格为16X 15mm(四孔,内孔Φ4. Omm)。所述的高温氧化铝为α -氧化铝,α -氧化铝占氧化铝基载体总重的25 40%。所述的改性助剂ZrO2占氧化铝基载体总重的O. I 5%。所述的粘结剂纯铝酸钙水泥,占氧化铝基载体总重的35 55%。所述的石星占氧化招基载体总重的I 10%。所述的木棉的纤维直径为5-30 μ m,长度为20-100 μ m,占氧化铝基载体总重的0.I 5%。本专利技术所述的烃类转化制氢催化剂,包括氧化铝基载体和活性金属组分,其中所述的载体中含有贯穿性孔道。活化后载体侧压强度> 400N/颗,活化后载体吸水率20 25%。对与本专利技术催化剂的ー些性质測定的具体项目方法包括红外酸含量測定,采用了红外光谱法进行測定;径向抗破碎强度的测定是采用强度仪测定;孔容、比表面、平均孔径、孔分布、孔隙率用氮吸附法测得;堆密度的测定采用量筒法。本专利技术所述的烃类转化制氢催化剂中含棒状活性金属NiO,活性改性剂LaO催化剂的性质如下棒状活性金属NiO的直径为60-100nm,长度为300_800nm。堆比重,I. 05 1.15,径向抗破碎强度> 500。本专利技术的有益效果是所制得的烃类转化制氢催化剂具有稳定的高活性,使用含有大量C2 C4气态烃做原料吋,能够迅速将C2 C4烃类催化裂解和蒸汽转化,防止C2 C4下移到高温床层而积碳。采用木棉改良孔道的性质,通过加入木棉造孔剂,使孔道的贯穿性提高,因此生成的积炭大分子容易扩散出催化剂内部,保持孔道的畅通。ZrO2的改性剂加入使氧化铝与活性金属的强相互作用降低,最大发挥活性金属的作用。稀土金属LaO的加入,使活性金属的活性増加。表面活性剂的加入,使NiO在结晶的过程中,表面活性剂的胶束将会约束NiO晶型以棒状粒子进行结晶,这是由于胶束性质所決定的。棒状粒子将会最大发挥活性金属利用率,棒状粒子比球形粒子有更多的边和角,另外棒状粒子的抗积炭能カ高于球形粒子。附图说明图I为本专利技术实施例I的扫描电子显微镜图;图2为本专利技术实施例2的扫描电子显微镜图。·具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进ー步说明。实施例I取320g α-氧化铝,再向其中按顺序依次加入480g纯铝酸钙水泥、3.2g Zr02、4g木棉和32g石墨,组成混合物料。加入去离子水21g,搅拌均匀,用煤球机预压4遍,成球率达到90%。放入烘干箱中,在120°C烘干6小时,过8目筛造粒,风干8小吋。在压片机上压片成型,规格16X15mm(四孔,内孔Φ4.0_)。在初压强度为本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种烃类转化制氢催化剂的制备方法,其特征在于以下步骤:(a)将La(NO3)2加入去离子水中,配制成浓度为0.2~0.4mol/l的溶液;(b)将氧化铝基载体放入步骤(a)浸渍液中,进行等体积浸渍;(c)步骤(b)浸渍后,在100?130℃烘干1?10小时;(d)步骤(c)烘干后催化剂,在800?900℃焙烧2?6小时,降至室温;(e)取Ni(NO3)2、去离子水和表面活性剂,配制成Ni(NO3)2浓度为1.0~5.0mol/l的溶液,游离酸0?0.01mol/l,表面活性剂与Ni(NO3)2的重量之比为0.01?0.3∶1;(f)将步骤(d)制备的催化剂放入步骤(e)溶液中,进行等体积浸渍;(g)步骤(f)样品在100?130℃烘干1?10小时,然后在400?600℃焙烧3?8小时;(h)步骤(g)再一次放入步骤(e)溶液中,再一次进行进行等体积浸渍,然后在100?130℃烘干1?10小时,再在400?600℃焙烧3?8小时,得产品。

【技术特征摘要】
1.ー种烃类转化制氢催化剂的制备方法,其特征在于以下步骤 (a)将La(NO3)2加入去离子水中,配制成浓度为O.2 O. 4mol/l的溶液; (b)将氧化铝基载体放入步骤(a)浸溃液中,进行等体积浸溃; (c)步骤(b)浸溃后,在100-130°C烘干1-10小时; (d)步骤(c)烘干后催化剂,在800-900°C焙烧2-6小时,降至室温; (e)取Ni(NO3)2、去离子水和表面活性剂,配制成Ni (NO3)2浓度为I. O 5. Omol/1的溶液,游离酸0-0. Olmol/Ι,表面活性剂与Ni (NO3)2的重量之比为O. 01-0. 3 I ; (f)将步骤(d)制备的催化剂放入步骤(e)溶液中,进行等体积浸溃; (g)步骤(f)样品在100-130°C烘干1-10小时,然后在400-600°C焙烧3-8小时; (h)步骤(g)再一次放入步骤(e)溶液中,再一次进行进行等体积浸溃,然后在100-130°C烘干1-10小时,再在400-600°C焙烧3_8小时,得产品。2.根据权利I所述的烃类转化制氢催化剂的制备方法,其特征在于所述的La(NO3)2是硝酸澜是エ业用的硝酸澜,LaO含量占物料总重的1-5%。3.根据权利I所述的烃类转化制氢催化剂的制备方法,其特征在于所述的Ni(NO3)2エ业用的六水硝酸镍,NiO含量占物料总重的14-20%。4.根据权利I所述的烃类转化制氢催化剂的制备方法,其特征在于所述的表面活性齐U为卵磷脂、磷酸脂、脂肪醇聚氧こ烯醚、脂肪酸聚氧こ烯醚、烷基酚聚氧こ烯醚、脂肪胺聚氧こ烯醚、聚こニ醇、妥尔油酰胺、十二烷基醇酰磷脂、SP-40、SP-60...

【专利技术属性】
技术研发人员:安春良刘永善
申请(专利权)人:山东公泉化工股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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