[发明专利]烃类转化催化剂载体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烃类转化催化剂载体的制备方法，特别是采用孔中开孔技术制备烃类转化催化剂载体的方法。 

背景技术

烃类尤其是高级烃类组成较复杂，包括各种烷烃、环烷烃和芳烃。在转化过程中，一方面这些烃类发生催化裂解反应和热裂解反应；另一方面，烃类及其中间产物与水蒸气发生催化转化反应。裂解产物经过蒸汽转化生成氢气和碳氧化物，经过加氢形成甲烷，经过聚合、脱氢和进一步裂解形成炭。所以烃类蒸汽转化过程是一个包括裂解、水蒸气转化、甲烷化、加氢、脱氢、碳氧化物变换等反应的复杂体系，最终达到甲烷化反应和CO变换反应的平衡。烃类蒸汽转化的主要反应表现为： 

C_nH_m+nH₂O=nCO+(n+m/2)H₂（吸热反应） 

CO+H₂O=CO₂+H₂（放热反应） 

CO+3H₂=CH₄+H₂O（放热反应） 

CO₂+4H₂=CH₄+2H₂O（放热反应） 

由于高级烃复杂的组成，在反应过程中较高级烃的热裂解容易造成炭的沉积。形成炭的反应还可能有： 

2CO=C+CO₂

CO+H₂=C+H₂O 

CH₄=C+2H₂

许多研究者对烃在镍催化剂上的水蒸气转化反应机理进行了大量研究工作，分析认为烃类蒸汽预转化反应按如下机理进行： 

(1)烃在催化剂上吸附，在活性组分和载体作用下进行裂解生成CHx。 

CH₄=C+2H₂

烃类蒸汽预转化过程要求在350～550℃温度范围内进行，在此条件下烃类完成裂解、转化、加氢、甲烷化和变换反应。裂解、转化反应等为吸热反应，甲烷化、变换反应等为放热反应，吸热反应和放热反应形成耦合，互供热量，减少了与外界热交换。 

烃类转化反应所用的催化剂大多是在耐高温的催化剂载体上负载氧化镍制成，也可以同时添加其他元素以提高催化剂活性。烃类蒸汽重整催化剂的催化活性受气体内扩散速度的控制，催化剂的表观活性与其外表面的大小成正比关系，即外表面大则表观活性相应提高。在高温下催化剂表面上的转化反应速率很快，此时催化剂孔内气体的传质成了反应速率的控制步骤。为了提高催化剂的反应活性，人们希望开发出一种大孔容，比表面积高的低密度催化剂。为了提高催化剂的外表面积，一般均采用改变催化剂外形的办法。目前国内为了提高外烃类蒸汽重整使用的催化剂的活性，其载体一般均采用在圆柱状催化剂的轴向开孔，有车轮状、多孔花板形、多孔球形、齿轮状等。在进一步增加此类催化剂的外表面积时，这些异形催化剂的筋、壁都较薄，导致催化剂的机械强度降低，易于破碎，催化剂一旦破碎，碎粒较小，容易引起阻力急剧增加。 

通常烃类转化催化剂载体以铝和钙化合物作为初始物料，经球磨混料、混水成型、锻烧工序制得，通常得到载体的孔容在0.15～0.25mL/g，比表面积2～8m²/g。传统的烃类转化催化剂制备方法难以得到大孔容和比表面积的载体。 

发明内容

本发明针对此问题，提供了一种烃类转化催化剂载体的制备方法。 

一烃类转化催化剂载体的制备方法，将拟薄水铝石AlOOH·nH₂O作为初始物料，加第一助剂和适量硝酸溶液，经球磨混料、混水成型、蒸汽处理、锻烧工序制得，在球磨混料过程中，还加入了第二助剂，第二助剂为MgCO₃、CaCO₃、SrCO₃或BaCO₃。 

在球磨混料过程中，还加入了粘结剂，粘结剂是羧甲基纤维素钠（CMC)、羧甲基纤维素、甲基纤维素（MC)或聚乙醇钠（PVA)。 

所述第一助剂为TiO₂、WO₃或MoO₃。