[发明专利]一种轻烃转化制氢用催化剂

说明书

一种轻烃转化制氢用催化剂，属于制氢催化剂技术领域。其特征在于：所述的催化剂以球形的胶体氧化铝为载体，以镍、镉、铂的氧化物为复合活性成分；所述的复合活性成分均匀包覆在胶体氧化铝的表面；所述的镍、镉、铂的摩尔比为10：6.5～8.5：0.6～1.3。制备步骤为：配制可溶镍盐、镉盐和铂盐的混合溶液；将胶体氧化铝装入混料机中，混合溶液以喷雾的形式喷入混料机中；将吸湿的胶体氧化铝进行微负压焙烧，重复增加包覆率即得。本发明利用胶体氧化铝的强吸湿性将活性成分种植在其表面，避免了载体的孔道被积碳堵塞后就会造成催化剂失活的问题。

技术领域

一种轻烃转化制氢用催化剂，属于制氢催化剂技术领域。

背景技术

氢能作为一种清洁可再生能源，有着燃烧热值高、安全性较好、生产方式多样等优点，是极其理想的高能燃料，烃类蒸汽转化制氢可采用的原料有天然气、油田气、石脑油、液化石油气和炼厂各种尾气等。在国内制氢装置中，绝大部分采用轻油为原料，包括石脑油、抽余油、饱和液化气等。

工业上广泛应用的甲烷水蒸气重整制氢会产生大量的二氧化碳，不利于环境保护和“双碳”目标达成；电解水制氢能耗过高，成本高。天然气裂解制氢技术并非一种全新的技术，该技术的可行性早已被多个机构通过实验证明，但因反应过程中固体催化剂积碳失活的问题，一直未能实现工业规模的连续运转。

中国专利CN114618490A公开了一种天然气重整制氢催化剂及其制备方法和应用，其催化剂由铝锰复合氧化物载铂催化剂与氧化铈载钯催化剂按1～4：1的比例复合而成。铝锰复合氧化物载铂催化剂的重量组成比例为氧化铂：铝锰复合氧化物＝0.05～1：100。氧化铈载钯催化剂的重量组成比例为氧化钯：氧化铈＝0.02～ 0.5：100。制备方法：(1)分别制备铝锰复合氧化物载体和棒状氧化铈载体；(2)分别浸渍铂和钯源溶液，然后干燥、焙烧；(3)将二者按比例机械混合。该发明声称解决催化剂在反应过程表现出的易积碳和易团聚烧结的问题。但是其载体同样是一种多孔道结构，在孔道被堵塞后，催化剂会降低活性甚至失活。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种轻烃转化制氢用催化剂。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该轻烃转化制氢用催化剂，其特征在于：

所述的催化剂以球形的胶体氧化铝为载体，以镍、镉、铂的氧化物为复合活性成分；

所述的复合活性成分均匀包覆在胶体氧化铝的表面；

所述的镍、镉、铂的摩尔比为10：6.5～8.5：0.6～1.3。

本发明改变催化剂的基本形式，不再将活性成分附在载体的孔道内部，而是选择球形的胶体氧化铝为载体，将活性成分包覆在其表面。这就避免了载体的孔道被积碳堵塞后就会造成催化剂失活的问题。本发明利用胶体氧化铝的强吸湿性将活性成分种植在其表面，能够保证两者的结合强度。本发明提供的复合活性成分复合使用后催化活性高，能够较好地满足转化工艺的要求，而且制备成本较低。

优选的一种上述的轻烃转化制氢用催化剂，所述的胶体氧化铝的粒径为 0.5mm～3mm，胶体氧化铝的球形度为0.75～1。胶体氧化铝的球形度越好，粒径越小，则比表面积越大，催化剂在催化反应时与反应物的接触效率越高。结合催化剂的装填效果，本发明将粒径设定为0.5mm～3mm，能够得到较好的工业应用效果。

优选的一种上述的轻烃转化制氢用催化剂，所述的复合活性成分在胶体氧化铝载体上的包覆面占胶体氧化铝的表面积的35％以上。虽然复合活性成分的包覆率越高，在催化反应时与反应物的接触效率越高，催化效果越好。但是结合催化剂物料成本和工艺成本，当包覆率达到35％以上时即能满足生产速率要求，同时成本较低。

优选的一种上述的轻烃转化制氢用催化剂，所述的镍、镉、铂的摩尔比为10： 7.2～7.6：0.9～1.1。优选的复合活性成分配比在复合使用后达到本发明的最佳催化活性。