[发明专利]烃类蒸汽转化制氢或羰基合成气反应的催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于大型节能型烃类蒸汽转化制取氢气或羰基合成气反应的催化剂，该催化剂也可用于其它烃类蒸汽转化制取氢气或羰基合成气工艺的一段转化炉。

背景技术

为了追求最大的经济效益，国外炼油装置的经济规模普遍在15Mt/a以上。为了适应当代炼油企业对制氢装置高可靠性、高灵活性、低成本、低消耗要求，大型化制氢已经成为一种趋势，单套规模在100,000Nm³/h或以上，个别达到了230,000Nm³/h。国外制氢技术与国内制氢技术相比，具有以下特点：(1)广泛采用预转化技术；(2)工艺参数优化，转化炉操作参数与国内技术相比表现为“三高一低”(高的出入口温度、高空速、高热流通量、低水碳比)；(3)节能降耗的手段更加精细。

我国由于制氢起步时用氢量较小，制氢装置规模相对较小，目前单套制氢规模在60,000Nm³/h以下，普遍在10,000～20,000Nm³/h之间。与国外大型化制氢技术进行比较，其差距表现在：(1)没有采用预转化技术；(2)工艺参数欠优化，低出入口温度，低空速，低热流通量，高水碳比；(3)节能降耗的手段有差距，能耗偏高。在近几年中，已经有六套大型化水蒸汽转化制氢工艺包及配套催化剂引进，产氢量达552000Nm³/h，上述引进大型化水蒸汽转化制氢装置均采用国外进口催化剂。

专利CN89105205.4介绍的轻油蒸汽转化催化剂，工业应用证明其使用碳空速＜800h-1，无法适应高碳空速转化。其它国产催化剂，如Z402、Z417等优点是抗结碳性强，缺点是活性低，使用碳空速低，不适用于低水碳比条件。CN89106847和CN961106077介绍的天然气制氢催化剂优点是活性高、水热稳定性好、机械强度高，但在低水碳比条件下抗碳性能不佳，使用碳空速也较低，其它国产天然气制氢催化剂也存在类似的问题。国外催化剂，如Topsφe的R67、R67-7H催化剂以MgAlO₂为载体浸渍镍活性组分，活性高，适应高碳空速和低水碳比条件，但存在高温水合问题。

经过对比，认为现有催化剂与大型节能制氢工艺的要求还有一定的差距，为此研发了一种用于大型节能制氢工艺或传统蒸汽转化制氢工艺的烃类转化催化剂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种烃类蒸汽转化制氢或羰基合成气反应的催化剂及其制备方法，催化剂具有活性高、水热稳定性好、适应高碳空速转化和低水碳比运行条件。

本发明一种烃类蒸汽转化制氢或羰基合成气反应的催化剂，包括氧化铝载体和镍活性组分，其特征在于催化剂中还含有促进剂稀土金属的氧化物和/或碱土金属的氧化物以及改性剂硝酸铝，氧化铝载体以水泥为粘结剂，其中镍以氧化物计为催化剂质量的5～25％，促进剂为催化剂质量的0.5～20％，改性剂为催化剂质量的2～8％，余量为载体，载体中含有10～30％(占载体质量)的水泥。

所述促进剂优选为催化剂质量的8～16％。

制备本发明所述催化剂的方法，先将氧化铝与造孔剂、润滑剂和粘结剂水泥混合，混合比例在100∶1∶1∶30～100∶5∶5∶100，然后进行球磨、捏合、造粒、挤压成型、烘干、焙烧制得预烧结载体，其中焙烧温度在1100～1480℃之间，焙烧时间2～6小时，然后采用共浸渍或分别浸渍的方法在预烧结载体上浸渍上活性组分镍、改性剂和促进剂，浸渍时间为0.5～6小时，烘干后，在400～600℃的温度下分解1～6小时，然后再重复浸渍分解一次，这样就得到了本发明的转化催化剂成品。

其中造孔剂可以是石墨、硬脂酸或硬脂酸盐类、硝酸、γ-Al₂O₃、纤维素、植物纤维等。优选石墨、植物纤维。

润滑剂可以是石墨、硬脂酸或硬脂酸盐类、硝酸等。优选石墨、硬脂酸。