[发明专利]一种烃类蒸汽转化下段催化剂及制备方法

说明书

本发明属于烃类蒸汽转化领域，具体涉及一种烃类蒸汽转化下段催化剂、及其制备方法和应用。本发明所提供的催化剂的制备方法，采用废催化裂化催化剂为原料，对其进行酸处理和焙烧，将所述处理之后的废剂作为载体，然后通过浸渍法引入镍组分、成型、老化得到催化剂成品。所述催化剂的活性组分在载体分散好，不易流失，催化剂结构和活性稳定性好，能适应现有烃类蒸汽转化下段工艺条件，使用寿命长。成本优势明显。所述制备方法大大降低了催化剂的制备成本，也为废催化裂化催化剂的综合利用寻找到一条较有效途径，有效缓解分子筛废剂给生态环境造成的巨大压力，具有良好的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明属于烃类蒸汽转化领域，具体涉及一种烃类蒸汽转化下段催化剂、及其制备方法和应用。

背景技术

烃类蒸汽转化是目前国内外炼化企业普遍采用的制氢方法。在工业上大规模使用的烃类蒸汽转化下段催化剂有三类：纯氧化铝烧结型催化剂，如Z413W催化剂；铝酸钙烧结型催化剂，如Z418催化剂；氧化镁氧化铝烧结型的催化剂，以R67系列为代表。作为下段催化剂，一般要求如下：1.高强度，能够负担整个炉管上部的催化剂，自身不破碎；2.高活性，下段催化剂主要针对C1(C1包括有CH₄、CH_x自由基、CO、CO₂)转化，以及少量在上段催化剂未完全反应的高级烃，转化炉的出口工艺气是否能够达到化学平衡依赖下段催化剂的性能表现；3.能够捕获钾，从而减少整炉催化剂的钾流失，保持整炉催化剂对高级烃的抗炭性，由于Z413W、R67主要针对天然气转化，只要求Z418催化剂有此性能。

炼油厂催化裂化催化剂是炼油工艺中应用量最大的一种催化剂，随着炼油规模的增大，废剂量每年超过10万吨，这不仅是经济问题，而更主要的是环保问题。催化裂化催化剂主要由分子筛构成，这些分子筛废剂主要由Al₂O₃、SiO₂、黏土及BaCO₃混合制备而得，该类型废剂活性低，还含有一定量的重金属，如何对它进行处理，一直是业内人士所关注的课题之一。目前，较有成效的办法是将废剂部分回收利用，减少丢弃处理的量，其方法主要包括通过磁分离技术回用、用作水泥替代材料、作为火焰阻滞剂和微生物生长抑制剂以及再晶化成催化裂化催化剂等。如中国专利申请CN106140296A公开的一种催化裂化废催化剂再利用的方法中，以催化裂化废催化剂作为主要的铝源和部分的硅源，通过原位晶化的方法来制备新鲜的催化裂化催化剂，但该文献并未提及如何对催化裂化废催化剂进行处理以使其适宜作为蒸汽转化下段催化剂的载体。

催化裂化催化剂中作为载体组分的Al₂O₃及SiO₂含量可高达95％(w)左右，催化剂经过长期使用，微观结构相对稳定。此外，废剂中含有部分镍，钡，镍是烃类蒸汽转化催化剂的活性组分，钡碱性较强，可以作为烃类蒸汽转化的抗炭组分，这就为以分子筛废剂为原料制备烃类蒸汽转化下段催化剂提供了可能。同时，以分子筛废剂为原材料制备烃类蒸汽转化下段催化剂不但可以降低其制备的成本，提高竞争实力，还可为来源广泛、成本低廉的分子筛废剂寻找到一条较有效的利用途径，缓解分子筛废剂处理给生态环境造成的巨大压力。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于：如何为来源广泛、成本低廉的废催化裂化催化剂寻找到一条较有效的处理和利用途径，缓解废催化裂化催化剂给生态环境造成的巨大压力；以及如何降低烃类蒸汽转化下段催化剂制备工艺的生产成本，由此提高所述工艺的经济效益和环保效益。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种烃类蒸汽转化下段催化剂及制备方法，其活性组分为NiO，载体组成为二铝酸钙，硅铝酸钙，少量γ-Al₂O₃，其中氧化铝、氧化硅来源于催化裂化的分子筛废剂，分子筛废剂经过处理后替代烃类蒸汽转化下段催化剂中常用的α-Al₂O₃，大大降低了催化剂生产成本。

本发明的催化剂制备过程如下：