本发明专利技术提供了一种气态烃类原料蒸汽预转化催化剂，其特征是以镍为活性组分，镁-铝氧化物为载体，其中铝作为促进剂，铝高度分散，不形成镁-铝尖晶石形态。催化剂的活性组分镍(以Ni计)占催化剂总重量的6～25％，最好为10～22％，镁、铝的摩尔比例为3∶1～12∶1，最好为4∶1～10∶1。该催化剂适用于以天然气、液化石油气(LPG)、炼厂气等气态烃类原料蒸汽预转化，在温度350～650℃，水碳比0.5～4.5，碳空速400～6000h-1，压力常压～4.0MPa工艺条件下制取氢气、氨合成气、甲醇合成气、羰基合成气、城市煤气等气体，具有良好的低温转化活性、强度高，对原料和工艺条件的适应性强，C2以上烃类转化率＞99％。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于烃类蒸汽转化
，具体地说，本专利技术涉及一种用于气态烃类原料蒸汽预转化催化剂。
技术介绍
在烃类原料催化蒸汽转化制取氢气或合成气的工艺过程中，烃类原料通常先经 过预转化过程，所述的烃类原料如天然气、液化石油气(LPG)、炼厂气等气态烃类。烃类原料经过蒸汽转化生产氢气或合成气的主要反应如下CnHm+nH20 ^ nCO+ (n+m/2) H2(I)CnHni+ (2n-m/2) H2 — nCH4(2)C0+H20^ C02+H2(3)CO+3H2^ CH4+H2O(4)在预转化反应器(pre-reformer)中发生的反应主要是将C2以上组份转化为甲烷，其中反应(I)和(2)是不可逆的并一直进行到出催化剂床层，一氧化碳变换(3)和甲烷化(4)反应是可逆的并将达到热力学平衡。由于反应(3)、(4)为可逆反应，故而操作条件对哪种反应占据主导地位起着决定性的作用。随着国内、外天然气化工、石油化工的发展，预转化反应器的设计碳空速越来越高，目前工业上已经出现了碳空速500( -1以上的预转化反应器。CN 99120474公开了一种烃类蒸汽预转化催化剂，该催化剂活性金属为镍，促进剂为碱土金属的氧化物，载体为至少两类无机氧化物耐火材料的混合物，第一类为高孔隙率的无机氧化物硅藻土，第二类为高强度的无机氧化物氧化铝，使用比例为I : O. I I : 0.8。催化剂评价液空速4. Oh—1，折合碳空速约420011'ZL 200510043725. X公开了一种气态烃低温绝热转化催化剂及其反应工艺，该催化剂的活性金属为镍，载体为含铝化合物，以稀土金属的氧化物和/或碱土金属的氧化物为促进剂，以质量百分数计，催化剂含氧化铝54 94%，氧化镍5 45%，稀土金属氧化物和/或碱土金属的氧化物含量O. I 15%，使用在反应器入口温度350 650°C，出口温度400 600°C，反应压力为常压 5. OMPa，水碳比I. 5 4. 5，碳空速500 30001Γ1。CN 201010244880公开了一种气态烃、液态烃两用预转化催化剂及其制备方法，该催化剂以氧化镍为活性组分，铝钙复合氧化物为促进剂，Y-A1203为载体的沉淀型催化剂，以重量计，NiO 50 66份，Al2O3 16 23份，CaO 2 5份。铝钙复合物为氢氧化铝、重质碳酸钙的复合氧化物。催化剂评价以油品为原料时液空速6. Oh-1,以气态烃为原料时，气空速 500011'上述催化剂在实际应用中，碳空速均不超过HOOtT1，无法取代国外催化剂在碳空速3000 50001Γ1使用。国外常用的烃类原料预转化催化剂有Topscpe的RKNGR、RKNGR-7H, JohnsonMatthey的65_2等。其中RKNGR以MgO载体负载镍，高温煅烧制备，不易还原；65_2是在Al2O3载体上负载镍，镍含量高达70%，催化剂制备成本高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种高活性烃类蒸汽预转化催化剂，具有良好的低温转化活性、强度高，适应工艺条件能力强 ，能在碳空速400 eoooh—1下使用，可以降低转化炉操作的苛刻度，使得装置对原料的适应性增强。本专利技术一种高活性烃类蒸汽预转化催化剂，其特征在于为镍-镁-铝体系催化剂，以镍为活性组分，镁-铝氧化物为载体，，活性组分镍，以Ni计占催化剂总重量的6 25 %，镁、铝的摩尔比例为3 : I 12 : I。活性组分镍，以Ni计，最好占催化剂总重量的10 22%，镁、铝的摩尔比例最好为4 I 10 : I。镁源可以是硝酸镁、轻质氧化镁、活性氧化镁等含镁化合物的一种或几种。铝源可以是硝酸铝、铝胶、拟薄水铝石、高温煅烧氧化铝等含铝化合物的一种或几种。在催化剂生产过程中，还需要使用适量的水、沉淀剂、润滑剂。沉淀剂可以选择碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、碳酸钾、氢氧化钾、氨水等化学药品中的一种或几种，润滑剂可选择石墨、田菁粉、硬脂酸盐类中的一种或几种。活性组分、载体组分、促进剂经上述制备方法后，在350 600°C焙烧，得到催化剂成品。本专利技术镁-铝氧化物为载体，其中铝作为促进剂，高度分散，不形成镁-铝尖晶石形态。本专利技术的预转化催化剂可以制备成条形、片状、球型、拉西环状或异形环状。如片状，粒径为3. 5 6mm,高度为3. 5 6mm ;条状，外径I 6mm,长度4 8mm ;球状,球径为3 6_ ;拉西环环状，外径为4 8mm,内径O. 5 2. 5mm,高度4 8_ ;异形环状，外径为8 16mm,内径O. 5 3. 5mm,孔数I 7个，高度为7 16mm。使用直径为Φ4的模具打片成型制成的催化剂的压碎强度可达150N/颗以上；压环成型的异形环状催化剂孔向压碎强度可达200N/颗以上；挤条成型制成的催化剂压碎强度可达120N/cm以上；制成球型的催化剂压碎强度可达50N/颗以上。本专利技术的催化剂在使用之前应进行还原操作，将氧化镍还原为金属镍，还原方法采用本领域通常采用的方法。本专利技术的优点本专利技术的催化剂可以用于天然气、液化石油气(LPG)、炼厂气等气态烃类蒸汽预转化制取氢气、氨合成气、甲醇合成气、羰基合成气、城市煤气等工艺，适用于温度350 650°C，水碳比O. 5 4. 5，碳空速400 ΘΟΟΟΙΓ1，压力常压 4. OMPa,以天然气、液化石油气(LPG)、炼厂气等气态烃类原料蒸汽预转化工艺条件，机械强度好，对原料和工艺条件的适应性强，C2以上烃类转化率>99%。使用该催化剂可以生产出低成本气体，有利于装置节能降耗，同时，降低了转化炉操作的苛刻度，使得装置对原料的适应性增强，并可延长转化催化剂的寿命。附图说明图I为常见的催化剂加压活性评价装置示意图。图中1-油计量泵；2_水计量泵；3_汽化器；4_混合器；5_管式反应器；6_冷凝器；7_分离器；8_稳压器；9_湿式流量计具体实施方式 催化剂的活性评价是在图I所示的加压活性评价装置上进行测定的。评价原料异丁烷，纯度> 99. 9%，硫含量< O. 5ppm。催化剂装量100mL。实施例I分别称取Ni (NO3) 2 ·6H20 2. 16kg, Mg (NO3) 2 · 6H20 8. 84kg, Al (NO3) 3 · 9H20 I. 72kg,混合，配制成30L溶液；称取Na2C035. 27kg配制成50L溶液。将Ni、Mg、Al溶液加入Na2CO3溶液中，搅拌使物料混合均匀，产生沉淀。沉淀物经过洗涤，检测无NaNO3,认为洗涤合格，烘干，球磨，在450°C的温度下焙烧，加入石墨、去离子水，成型(条形、片状、球型、拉西环状或异形环状)，制得催化剂A-I。催化剂A-I采用不同成型方法所得样品的强度数据列于表1，催化剂A-I各组分的含量以及评价数据见表2。改变上述制备过程的各个组份加入量，以及制备过程中相应的主要工艺条件参数分别制得片状催化剂A-2、A-3、A-4、A-5，各组分含量以及使用图I所示评价装置所得评价数据列于表2。表I 催化剂形状 Φ4条状Φ4片状~ Φ4球状 Φ8拉西环状~ Φ 16异型环状 强度123N/cm160N/ 颗 58N/颗 205N/ 颗210N/颗表2评价结果编号Ni，wt.%Mg/Al，mol本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高活性烃类蒸汽预转化催化剂，其特征在于为镍?镁?铝体系催化剂，以镍为活性组分，镁?铝氧化物为载体，其中铝作为促进剂，活性组分镍，以Ni计占催化剂总重量的6～25％，镁、铝的摩尔比例为3∶1～12∶1。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王昊，达建文，姜建波，余汉涛，种道文，梁卫忠，王建华，王业君，白志敏，齐焕东，赵庆鲁，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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