Способ получения носителя для катализатора паровой конверсии углеводородов

 

Сущность изобретения: продукт - носитель-оксид алюминия для катализатора (КТ) состава, %: оксид никеля 10,0; оксид алюминия 90. Получают носитель смешением оксида алюминия, содержащего 20 - 80% α -оксида алюминия, с порошкообразным алюминием, суспендированием в воде в присутствии поливинилового спирта, формованием, сушкой и прокаливанием. Характеристика КТ на основе данного носителя: повышенная активность, остаточное содержание метана при 700°С 2,1-2,3% и механическая прочность 58,4-60,0 МПа. 3 табл.

Изобретение относится к технологии носителей для катализаторов конверсии углеводородов водяным паром с целью получения синтез-газа, применяемого при производстве аммиака, метанола и водорода.

Известен способ приготовления носителя для катализаторов конверсии углеводородов на основе глинозема путем смешения его с добавками, формования шихты, введения металлического волокна, например никелевой нити в количестве 8-15 мас.% с последующим прокаливанием гранул [1].

Однако полученный катализатор обладает невысокой механической прочностью и активностью.

Ближайшим решением технической задачи, выбранным в качестве прототипа, является способ получения носителя, включающий получение гранул носителя путем смешения предварительно размолотого глинозема с размером частиц менее 2 мкм и 10 мас.% алюминиевой пудры марки ПАК-6 с водным раствором декстрина, формование массы полусухим способом в виде шариков диаметром 6-8 мм, с последующим обжигом при 1400^оС [2].

Недостатком прототипа является низкая механическая прочность и активность катализатора.

Целью изобретения является повышение активности и механической прочности катализатора паровой конверсии углеводородных газов полученного на основе данного носителя.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения носителя для катализатора паровой конверсии углеводородов путем смешения алюминийоксидсодержащего компонента с порошкообразным алюминием, суспендирования в воде с добавлением поверхностно-активного вещества, формования, сушки и прокаливания, в качестве алюминийоксидсодержащего компонента используют оксид алюминия, содержащий 20-80% α -оксида алюминия, а в качестве поверхностно-активного вещества - поливиниловый спирт.

П р и м е р 1. Прокаливанием гидроксида алюминия при 1200^оС получают оксид алюминия с содержанием фазы α-Al₂O₃ 48,4%. Далее берут 475 г полученного оксида и 25 г (5,0 мас.%) порошка металлического алюминия и измельчают в течении 30 ч в шаровой мельнице. Затем в емкость смесителя с Z-образной мешалкой заливают 0,75 л воды и поднимают температуру в рубашке до 80^оС и порциями при перемешивании засыпают 500 г размолотого порошка. После окончания загрузки в суспензию медленно при перемешивании загружают 20 г порошка поливинилового спирта. Процесс перемешивания ведут в течение 2 ч до полной гомогенизации и образования массы с оптимальной формовочной влажностью, которую подвергают экструзионному формованию. Гранулы сушат при 70^оС в течение 4 ч, а затем прокаливают при 1450^оС в течение 5 ч. Носитель дважды пропитывают в течение 20 мин в растворе азотнокислых солей никеля и алюминия. На 1 л воды берут 450 г NiNO₃ и 150 г Al(NO₃)₃ с прокалкой после каждой пропитки при 400^оС. Состав катализатора, %: NiO 10,0; Al₂O₃ остальное.

П р и м е р 2. Катализатор готовят аналогично примеру 1 с тем лишь отличием, что в качестве сырья используется глинозем марки Г-О, содержащий 80,0% фазы α -Al₂O₃. Состав катализатора, %: NiO 10,0; Al₂O₃ остальное.

П р и м е р 3. Катализатор готовят аналогично примеру 1 с тем лишь отличием, что в качестве сырья используется глинозем марки ГСК, содержащий 20,0% фазы α -Al₂O₃. Состав катализатора, %: NiO 10,3; Al₂O₃ остальное.

Активность катализаторов проверяли на установке проточного типа. Катализатор обрабатывали азотоводородной смесью при 400^оС в течение 7 ч, а затем испытывали на активность в реакции конверсии метана в интервале температур 400-800^оС, объемной скорости 4000 ч^-1 и соотношении пар:газ=2:1. Данные по каталитической активности при 700^оС приведены в табл.1.

Механическую прочность измеряли путем раздавливания гранул на прессе при нагружении на торец до полного разрушения [3].

Пористость определяли исходя из значений кажущейся и истинной плотности. Истинная плотность определялась пикнометрически [3].

Данные по каталитической активности в интервале температур 400 - 800^оС, механической прочности и пористости образцов катализатора приведены в табл. 2, данные по физико-химическим характеристикам носителя - в табл.3.

Из анализа табл.1 следует, что поставленная цель достигается, а именно увеличивается активность и механическая прочность катализатора.

Из анализа табл.2 следует, что катализатор, полученный по предлагаемому способу, превосходит по активности в интервале температур 400-800^оС образец, приготовленный по технологии прототипа.

Из анализа табл.3 следует, что носитель, приготовленный по предлагаемому способу значительно превосходит носитель, полученный по способу-прототипу, и по удельной поверхности, и по механической прочности.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НОСИТЕЛЯ ДЛЯ КАТАЛИЗАТОРА ПАРОВОЙ КОНВЕРСИИ УГЛЕВОДОРОДОВ путем смешения алюминийоксидсодержащего компонента с порошкообразным алюминием, суспендирования в воде с добавлением поверхностно-активного вещества, формования, сушки и прокаливания, отличающийся тем, что, с целью получения катализатора на основе данного носителя с повышенными активностью и механической прочностью, в качестве алюминийоксидсодержащего компонента используют оксид алюминия, содержащий 20 - 80% α -оксида алюминия и в качестве поверхностно-активного вещества - поливиниловый спирт.

РИСУНКИ

Рисунок 1