Способ приготовления сферического катализатора для конверсии углеводородов

 

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к приготовлению сферического катализатора (КТ) для конверсии углеводородов. Цель - упрощение способа,получение КТ с повышенными механической прочностью на истирание, устойчивостью к зауглероживанию и сниженным гидравлическим сопротивлением. Приготовление КТ ведут смешением основного карбоната и нитрата никеля с оксидами бария и алюминня в присутствии воды при перемешивании с одновременным упариванием до получения пастообразной массы с последующей сушкой. Послед пощее прокаливание и смешение образовавшейся катализаторной массы ведут со связующим - смесью алюмината, калия и природного алюмосиликата в массовом соотношении 1:(О,4-0,6), взятой в количестве 25-30 мае. % в расчете на КТ. Формование ведут в окомкователе при одновременном доувлажнении шихты и термообработке - обжигом полученных гранул при 700-1200 С на воздухе. Количество операций сокращается с 12 до 5, истираемость 1% пыли после 3 ч испытания уменьшается от 5 до Ojl- 0,3%, количество отложенного углерода 11-13 (против 32,2 мг С/мг Ni по известному способу), при этом гидравлическое сопротивление слоя уменьшилось с 1,07 до 0,7-0,77 кгс/см. 2 табл. § СО ел О5 СД САЭ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4077999/23-04 (22) 13.06.86 (46) 15.11.87. Бюл. ¹- 42 (72) В.Ю.Зозуля, В.П.Семенов, Е.И,Мазус, С.Х,Егеубаев, Т.В.Фадеева, Я.И.Дьяконов, В.З.Павелко, В.А.Логинов, Л,А.Рудницкий, Т.Н.Соболева и А.N.Àëåêñååâ (53) 66.097.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 207217, кл. В 01 3 37/00, 1965.

Авторское свидетельство СССР № 383347, кл. В 01 J 23/78, 1970. (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СФЕРИЧЕСКОГО КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ КОНВЕРСИИ УГЛЕВОДОРОДОВ (57) Изобретение относится к каталитической химии, в частности к приготовлению сферического катализатора .(КТ) для конверсии углеводородов.

Цель — упрощение способа„получение

КТ с повышенными механической прочностью на истирание, устойчивостью к зауглероживанию и сниженным гидравлическим сопротивлением. Приго„„SU„„>351653 Л1 (5i)4 В 01 3 37,/04, 35/08, 23/78 товление КТ ведут смешением основного карбоната и нитрата никеля с оксидами бария и алюминия в присутствии воды при перемешивании с одновременным упариванием до получения пастообразной массы с последующей сушкой, Последующее прокаливание и смешение образовавшейся катализатор" ной массы ведут со связующим — смесью алюмината. калия и природного алюмосиликата в массовом соотношении

1:(0,4-0,6), взятой в количестве

25-30 мас. 7. в расчете на КТ. Формование ведут в окомкователе при одновременном доувлажнении шихты и термообработке — обжигом полученных гранул при 700-1200 С на воздухе. Количество операций сокращается с 12 до

5, истираемость 17 пыли после 3 ч испытания уменьшается от 5 до О, 1О,ЗЖ, количество отложенного углерода 11-13 (против 32,2 мг С/мг Ni по известному способу), при этом гидравлическое сопротивление слоя уменьшилось с 1,07 до 0,7-0,77 кгс/см .

2 табл. де растворяют 430 г нитрата никеля и

20 r оксида бария. Приготовленные растворы вливают в смеситель и тщательно перемешивают до получения пастообразной массы с одновременным упариванием из нее воды в течение 2,5 ч, Последнюю сушат при 110 С и прокалиО вают при 400 С. Полученную смесь оксидов никеля, алюминия и бария вновь загружают B смеситель и добавляют туда 270 г неорганической полимерной связующей композиции, состоящей из

189 г раствора алюмината калия и

81 г бентонита (1:0,4). Смесь тщательно перемешивают. Полученную катализаторную массу подают в окомкователь и формуют в гранулы сферической формы при одновременном увлажнении шихты до 12% дистиллированнсй водой. Полученные сферические гранулы диаметром 25-30 мм подвергают сушке при 115 С и. обжигу при 900 С.

Пример 3. Для приготовления 1 кг сферического катализатора смешанного типа для конверсии углеводородов с водяным паром в смеситель с Z-образными рабочими телами и паровой рубашкой загружают 200 г основного карбоната никеля и 80 г молотого глинозема. В горячей дистиллированной воде растворяют 400 г нитрата никеля и 20 г оксида бария.

Приготовленные растворы вливают в смеситель и перемешивают с одновременным упариванием для получения однородной пастообразной массы в течение 2,5 ч. Последнюю сушат при 115 С и прокаливают при 400 С. Полученную смесь оксидов никеля, алюминия и бария вновь загружают в смеситель и добавляют туда 300 г неорганической полимерной связующей композиции,состоящей из 180 r раствора алюмината калия и 120 r диккита (1:0,6). Смесь тщательно перемешивают. Полученную катализаторную шихту подают в окомкователь и формуют в гранулы сферической формы при одновременном увлажнении шихты до 10Х дистиллированной водой. Полученные сферические гранулы диаметром 22-28 мм подвергают сушке при 120 С и обжигу при 700 С.

В качестве природного алюмосиликата можно применять любой алюмосиликат, не содержащий в своем составе вредных для оксидно-никелевых катализаторов примесей: например, галогенидов, фосфидов и соединений серы.

1 1351653 2

Изобретение относится к производству катализаторов для конверсии углеводородов с паром с целью получения синтез-газа применяемого при произЭ

5 водстве аммиака, метанопа и водорода в химической, нефтехимической, пищевой, парфюмерной и других отраслях промышленности, Цель изобретения — упрощение способа путем исключения гидротермаль ной обработки гранул и повторных операций смешения со связующим с промежуточной сушкой, получение катализатора с повышенными механической проч- 15 ностью на истирание, устойчивостью к зауглероживанию и сниженным гидравлическим сопротивлением за счет использования специфичного связующего и изменения условий формования и термообработки.

Пример 1, Для приготовления

1. кг сферического катализатора конверсии углеводородов смешанного типа берут 250 r основного карбоната никеля и 80 r молотого глинозема, которые загружают в смеситель с Z-образными рабочими телами и паровой рубашкой. В горячей дистиллированной воде растворяют 430 г нитрата никеля и

20 г оксида бария, Приготовленные растворы вливают в смеситель и перемешивают с одновременным упариванием воды в течение 2,5 ч до получения пастообразной массы. Последнюю суо о 35 шат при 120 С и прокаливают при 400 С, Полученную смесь оксидов никеля, алюминия и бария вновь загружают в смеситель и добавляют туда 250 г неорганической полимерной связующей ком- 40 позиции, состоящей из 165 г раствора алюмината калия и 85 г каолина (1:

:0,5). Смесь тщательно перемешивают.

Полученную катализаторную шихту поцают в окомкователь и формуют в гранулы сферической формы при одновременном доувлажнении шихты дистиллированной водой да 157. Полученные сферические гранулы диаметром 20-25 мм сушат 110 С и подвергают обжигу о 50 при 1200 С.

Пример 2. Для приготовления

1 кг сферического катализатора смешанного типа для паровой конверсии углеводородов в смеситель с Е-образ55 ными рабочими телами и паровой рубашкой загружают 210 r основного карбоната никеля и 70 г молотого глинозема. В горячей дистиллированной во51653

Способ приготовления сферического катализатора для конверсии углеводородов путем смешения основного карбоната и нитрата никеля с оксидами бария и алюминия в присутствии воды при перемешивании с одновременным упариванием до получения пастообразной массы с последующей сушкой,прокалпванием и смешением образовавшейсН каталиэаторной массы со связующим, формованием и термообработкой, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения способа, получения катализатора,с повышенными механической прочностью на истирание, устойчивостью к зауглероживанию и сниженным гидравлическим сопротивлением, в качестве связующего используют смесь алюмината калия и

40 природного алюмосиликата в массовом соотношении 1:(0,4-0,6), взятую в количестве 25-30 мас.% в расчете на катализатор, формование ведут в окомкователе при одновременном доувлажнении шихты и термообработку — обжи45 гом полученных гранул нри 700

1200 С на воздухе.

Таблица 1

Пример Компоненты активной массы

Связующая композиция иллюминат АлюмосиА1 0 ВаО калия ликат

16,5 8,5

25

8,1

26

12,0

18,0

23

3 13

Составы катализаторов по примерам приведены в табл. 1.

Введение в шихту менее 16,5 мас.7. раствора алюмината калия приводит к снижению механической прочности гранул на истирание, ухудшает способность шихты к окомкованию, что снижает выход сферических гранул правильной шарообразной формы. Введение в шихту более 18,9 мас. % раствора алюмината калия приводит к снижению активности катализатора и устойчивости его к зауглероживанию.

Введение в шихту менее 8, 1 мас,7 алюмосиликата снижает устойчивость катализатора к зауглероживанию. Повышение его содержания более 12 мас.7 приводит к снижению активности катализатора и снижению его механической прочности. Введение в катализаторную шихту менее 25 мас.% неорганической полимерной связующей композиции приводит к снижению прочности сферических гранул катализатора на истирание, а также ухудшает способность шихты к окомкованию, что снижает выход сферических гранул правильной шарообразной формы. Кроме того, это приводит к снижению селективности (устойчивости к зауглероживанию) катализатора. Введение в шихту более 30 мас.% неорганической полимерной клеевой композиции снижает активность катализатора, поскольку при этом снижается содержание в нем активного компонента оксида никеля.

Снижение температуры обжига гранул ниже 700 С уменьшает их прочность на истирание, а повышение ее более 1200 С приводит к снижению активности катализатора вследствие уменьшения количества открытых пор и образования ббльшого количества трудновосстанавливаемой никелевой шпинели (NiA1 0J

Результаты испытаний катализатора, приготовленного согласно известному и предлагаемому способам, представлены в табл, 2 °

Вследствие упрощения способа количество операций сокращается с 12 до

5, истираемость (7 пыли после 3 ч испытания) уменьшается от 5 до О, 10,3%. Устойчивость к зауглероживани о увеличивается, о чем свидетельствует количество отложенного углерода 11-13 против 32,2 мг С/мг Ni по пРототипу, при этом гидравлическое сопротивление слоя, уменьшается с 1,07 до 0,7-0,77 кгс/см .

Формула изобретения

1351653

Таблица 2

Известный

Предлагаемый способ

Характеристика катализаторов

Запредельные условия приготовления

Пример способ

Количество операций приготовления

12 5 5

501015031 1,07 0,77 0,7 0,75 0,75

0,76

0,77.32,2 13 "2 11 30

2.8

0,2 0,2 0,15 0,2 7,0

10 О

Составитель Т.Белослюдовэ

Редактор С,Лисина Техред g.Кравчу„ Корректор B,Áóòÿãà

Заказ 5518/7 Тираж 511 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Механическая прочность на истирание (7 пыли после 3 ч испытания) Гидравлическое сопротивление слоя (внутренний диаметр трубы ф 100 мм, H--12 м, количество газа 90 м /ч, кгс/см

Селективность (величина пика зауглероживания) мг С/мг Ni

Активность (содержание остаточного СН в конв. газе при 800 С и тт=6000 ч ) ТС„=1400 С связующее

20 мас.7 влажность шихты 57

Теп =500 С, связующее

40 мас.7, влажность шихты 207

Т „=1200 С„ связующее

23 мас.7. влажность шихты 8%