專利名稱：直接法高溫?zé)Y(jié)型烴類轉(zhuǎn)化催化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬石油化學(xué)工業(yè)中一種以烴類為原料的新型轉(zhuǎn)化催化劑。它適應(yīng)于以煉廠干氣，催裂化干氣、焦化氣、天然氣，煉鋼高爐氣和各種石油氣制氫和合成氨與甲醇工業(yè)中應(yīng)用。
烴類的轉(zhuǎn)化部位是制氫和合成氨生產(chǎn)的關(guān)鍵部位，它的工藝操作好壞直接影響其后工序，由于設(shè)備的逐步老化，工藝條件又日益強(qiáng)化，如空速、壓力的不斷提高，水碳比越來越低，原料氣變化復(fù)雜，如此種種，要求催化劑具有高強(qiáng)度、高活性、熱穩(wěn)定性好，且能抗碳、抗硫的耐烯烴?，F(xiàn)有的催化劑差不多只能體現(xiàn)某一種特定功能，難于集多功能為一體。如粘結(jié)型含鉀催化劑抗碳性能好，但遇高溫則易收縮、其活性和強(qiáng)度均衰減得快。共沉燒結(jié)型催化劑活性高，但易水合且抗工藝條件波動能力差。預(yù)燒結(jié)浸漬型催化劑的優(yōu)點是高強(qiáng)度、高活性，但活性穩(wěn)定性差，在高溫、高壓的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，附著在載體外表的活性組分鎳會逐步衰減?，F(xiàn)有催化劑的制作工藝復(fù)雜而難度大。烴類轉(zhuǎn)化反應(yīng)主要是受內(nèi)擴(kuò)散控制，用于該過程的催化劑。大約有不到0.1mm的催化劑外殼層起著催化作用。用于催化這類反應(yīng)過程的催化劑，其孔結(jié)構(gòu)最好是大孔，低比表面，這樣有利于減小反應(yīng)過程擴(kuò)散阻力，增加反應(yīng)物分子進(jìn)入催化劑內(nèi)殼層的深度。
本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有催化劑的不足之處，解決體相結(jié)構(gòu)，增加外表面積，增加催化劑在使用條件下的強(qiáng)度、活性和穩(wěn)定性。提高催化劑抗工藝條件的波動能力，延長使用壽命。
從分析現(xiàn)有催化劑的優(yōu)缺點，我們認(rèn)為，轉(zhuǎn)化催化劑存在的關(guān)鍵問題是解決保持水熱穩(wěn)定性的長期性，降低各項性能的衰老速度，提高抗工藝條件的波動能力和使用壽命，解決復(fù)雜的制作工藝。本發(fā)明的技術(shù)方案是將催化組分、助催化組分，抗工藝組分和載體一次成型經(jīng)高溫?zé)Y(jié)得到高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性能好的催化劑。在使用過程中即使有所破碎但不致于粉碎，不會造成阻力增大，由于活性組分已與載體融為一體，破碎的表面同樣有活性，所以，可保持催化劑活性的長期性。為增加外表面積，將催化劑壓制成帶孔球形，使催化劑間的接觸為點，再加入3-5％的碳黑。由于碳黑在高溫下與氧反應(yīng)生成的一氧化碳和二氧化碳在催化劑載體上留下孔隙，增加了催化劑的大孔結(jié)構(gòu)，從而使催化外表面增加，內(nèi)擴(kuò)散阻力減少。
本發(fā)明催化劑組分如下MiO 8-18Al2O360-75 K2CO30.5-2MnO 25-8膨潤土 5-10 碳黑 3-5將催化劑組分混合，加入3-12％水，用壓力機(jī)壓成球形帶孔的坯料。然后將成型后的坯料送入烘房烘干水份，再將坯料裝入煅燒爐，從室溫-1100℃下煅燒6-7小時，1100-1450℃煅燒2-3小時。冷卻后即成催化劑。最后將催化劑裝入中試轉(zhuǎn)化爐，其操作參數(shù)如下1、溫度進(jìn)轉(zhuǎn)化爐干氣、蒸氣混合氣溫度200-150℃進(jìn)轉(zhuǎn)化爐富氧空氣溫度170-200℃轉(zhuǎn)化爐催化劑熱點溫度950-1050℃轉(zhuǎn)化爐催化劑下端溫度750-900℃2、壓力進(jìn)轉(zhuǎn)化爐干氣壓力1.6-1.8mPa進(jìn)轉(zhuǎn)化爐蒸氣壓力2.0-2.4MPa進(jìn)轉(zhuǎn)化爐富氧氣空氣壓力 1.6-1.8mPa3、流量進(jìn)轉(zhuǎn)化爐干氣流量700-17000m3/H進(jìn)轉(zhuǎn)化爐蒸氣流量2600-3500Nm3/H進(jìn)轉(zhuǎn)化爐空氣流量1200-1600Nm3/H4、控制分析進(jìn)轉(zhuǎn)化爐干氣總碳100-250％(√)進(jìn)轉(zhuǎn)化爐的烯烴 15-35％(√)進(jìn)轉(zhuǎn)化爐的干氣總硫 ＜1PPm
進(jìn)轉(zhuǎn)化爐富氧濃度 40-55％(√)出轉(zhuǎn)化爐氣體含甲烷 ＜1％(√)原料氣組分(√％ )H27.6-19.1O20.2N29.7-31CO 1-3.5CH410-20.3CO20.5-8.2C2H42.8-5.3C2H67.5-10.8C3H68.6-15.8H2S0.65-3.36異C4H101.2-11.6正C4H100.37-2.1正異C4H80.5-9.6反C4H80.6-3.6順C4H80.3-2.4異C5H120.2-1.5其使用條件
操作壓力(MPa )1.0-4.0操作溫度℃750-1050空速 500-2000水碳比1.5-3.0氧碳比0.5-0.7中試證明在上述條件下生產(chǎn)的催化劑破碎少，阻力無大的上漲，活性不喪失，并具有抗硫、抗積碳、耐高烯烴的特點，工藝簡單，無環(huán)境污染。
權(quán)利要求
1.一種直接法高溫?zé)Y(jié)型烴類轉(zhuǎn)化催化劑適用于制氫，合成氨和甲醇工業(yè)生產(chǎn)，系含MiO和Al2O3組份，其特征在于還加入了K2CO3、MnO2，澎潤土和碳黑四種成份，經(jīng)混合，加水，壓成球形帶孔坯料，送入烘房烘干，然后再入煅燒爐從室溫-1100℃下煅燒6-7小時，又從1100-1450℃煅燒2-3小時冷卻即成催化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之直接法高溫?zé)Y(jié)型烴類轉(zhuǎn)化催化劑，其特征在于所述組分比為MiO 8-18 Al2O358-75K2CO 36.5-2MnO25-8膨潤土 5-10 碳黑3-5
3.據(jù)權(quán)利要求1和2所述之直接法高溫?zé)Y(jié)型烴類轉(zhuǎn)化催化劑；其特征在于組份混合時加入8-12％水。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述之直接法高溫?zé)Y(jié)型烴類轉(zhuǎn)化催化劑，其特征在于它既適應(yīng)于用部分氧化法轉(zhuǎn)化，也適應(yīng)于蒸氣轉(zhuǎn)化。
5.據(jù)權(quán)利要求1所述之直接法高溫?zé)Y(jié)型烴類轉(zhuǎn)化催化劑，其特征在于其表面酸度為有利于烴類轉(zhuǎn)化的堿性。
全文摘要
本發(fā)明直接法高溫?zé)Y(jié)型烴類轉(zhuǎn)化催化劑應(yīng)用于制氫、合成氨與甲醇工業(yè)，系采用活性組份鎳和助催化組分及載體Al
文檔編號C01B3/00GK1134316SQ9511073
公開日1996年10月30日 申請日期1995年4月28日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月28日
發(fā)明者張強(qiáng), 周建民, 莫誠輝, 張盤庚 申請人:張盤庚