[其他]烃类蒸汽重整催化剂

说明书

烃类蒸汽重整催化剂本发明属于烃类蒸汽重整转化制氢和氧化碳本发明加重稀土０．５～８％的烃类蒸汽重整含镍催化剂，是一种抑制催化剂析炭，活性稳定、使用寿命长、能降低反应原料水碳比的节能催化剂，它适用于天然气、焦炉气、含重组分的油田气和轻油的蒸汽重整转化制氢和ＣＯ领域。催化剂制备方法简单，可采用催化剂载体予加稀土成型或成型载体浸渍附着稀土两种方法均可获得满意效果。

发明所属技术领域：

烃类蒸汽重整转化制氢和一氧化碳。

目前国内外已有的技术：

烃类蒸汽重整反应在国民经济中具有极其重要的意义。当前在投入工业规模使用的重整反应催化剂均以金属镍作活性组分，它活性虽不如钯、铂等贵金属，但价格便宜，适于大规模工业化使用。作为催化剂的载体。可粗略分为四大类。一是以适应美国Kellogg公司顶烧炉的C_11-9-02催化剂为代表，载体为纯Al₂O₃型，该催化剂为美国UCI公司开发，已为国内外广泛采用。在国内与此相仿的催化剂有CL-5型，Z₁₀₇型、CG-2型和川-Ⅲ型等催化剂。二是丹麦TOPSφe公司开发的镁铝尖晶石型载体，催化剂牌号为RKS，国内有CZ-1催化剂与之相同。三是以高铝耐火材料为载体的烧结型催化剂，这种催化剂多用于烃类蒸汽重整制备冶金还原气工业上。如联邦德国MUP公司提供的重整催化剂和国内CY-1型催化剂等。四是铝酸钙类型的载体，有烧结型如国内研究成功的CG-1型和CY-2型，也有粘结型如UCI公司的C_11-23-04和国内的CN-2型，不过粘结型催化剂因使用强度较差，目前已逐步淘汰，只有一些小厂还在使用。

烃类蒸汽重整催化剂牌号很多，大同小异，多在催化剂载体和几何外形上改进，而活性组分始终保持为金属镍。关于工艺生产条件方面，大型合成氨厂的重整反应炉入口温度约为450℃，出口温度达820℃左右，反应压力维持30～40kg/cm²，原料水碳比3.5～3.8。而在冶金还原气生产方面，催化剂床层的入口温度高于650℃原料水碳比保持1.4，反应压力约为3～5kg/cm²，为了保证还原气有较高的还原度，原料水碳比必须控制在较低的范围内操作。而水碳比较，低催化剂表面就易于析炭，400～650℃的温度正是重整催化剂热力学和动力学严重析炭温区，故国外生产冶金还原气的催化剂至今不置于650℃以下的温区使用。

重整催化剂的研究发展方向，依然围绕评价催化剂的三大主要指标进行。首先是催化剂的活性，如何提高催化剂活性，特别是低温活性，采用的方法有调节载体的孔结构，增加催化剂的比表面和镍表面，还有改变催化剂制备方法，提高镍的分散度。如日本专利昭58-124，514在催化剂中添加氧化铈以提高镍的分散度，使镍表面增大，活性提高与本发明最接近的已知技术是美国专利4，367，166和日本专利57-024641，它们分别是在催化剂中添加0.5-50%CeO₂、0.01-10%Rh和30～80%NiO，1～30%CeO₂以提高其活性和抗析炭能力。也有添加贵金属提高催化剂活性的研究，还有基于高温下烃类重整反应多受扩散控制的认识，因而将催化剂生产成各种形状以增加几何外表面。如美国UCL公司推出的车轮状C_11-9-90催化剂。在研究催化剂形状的同时，也研究降低催化床层阻力，以降低生产能耗。第二方面的研究是提高催化剂抑制析炭的能力，既可达到降低原料水碳比，节省能耗的目的，又可稳定催化剂活性。延长使用寿命。为达此目的，在催化剂中有加碱或碱土金属抑制析炭，也有加轻稀土矿中的氧化镧或氧化铈单-稀土元素抑制析炭的研究。UCI公司曾论述过加入钾以后催化剂的抗炭作用，但也提出了众所周知的原因：即钾、钠将随反应时间的进行而流失，最后催化剂仍不能抑制析炭。而加入钙、镁金属抑制析炭的效果不明显。添加镧、铈等单一稀土或混合轻稀土有抑制催化剂析炭的作用，但其效果不如重稀土好，这已在我们的试验工作中证明，而以重稀土矿作为抑制析炭的添加剂则国内外至今未见文献报导。第三方面的研究是提高催化剂强度和它的传热性能，这方面的研究多向烧结型载体发展，粘结型载体已逐步被淘汰，而烧结型载体又有壳层载体和金属载体的研究。

综上所述，烃类蒸汽重整催化剂仍在不断研究发展，而中心是以节能为目的。