Способ приготовления носителя для катализатора конверсии природного газа

Способ приготовления носителя для катализатора конверсии природного газа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

АНИЕ

Союз Советскмн

Соцмалистическмн

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 13. 08 ° 79 (21) 2838117/23-04 с присоединением заявки М(23) Приоритет(51)M. Кл.

В 01 J 37/04

В 01 J 24/04

С 07 С 4/20

61суднрствены11 квинтет

СССР не двлам изобретений н аткрытнЯ

Опубликовано 15.05.82. Бюллетень Мю 18 (53) УДК66.097.

° 3(088.8) .82

Дата опубликования описания (72) Авторы изобретения.

Н.В.Петрушова, Г.И.Пантазьев м С.П.Твердохлеб: /

- / (71 ) Зая в ител ь (4) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НОСИТЕЛЯ ДЛЯ КАТАЛИЗАТОРА

КОНВЕРСИИ ПРИРОДНОГО ГАЗА

Изобретение относится к получению широкопористых носителей для катализаторов, применяемых для конверсии природного газа, который может быть использован в азотной промышленности, наприМер для паровой и парокислородной конверсии, а также в нефтехимической и металлургической отраслях промышленности для процессов получения из углеводородного сырья водорода и технологического газа для синтеза аммиака и спиртов.

Известен способ приготовления широкопористого носителя путем смешения глинозема с выгорающей углерод15 содержащей добавкой - нефтяным коксом с последующим формированием и прокаливанием при 1400 С. В качестве ноо сителя применяют 1003 А1110 9 ) .

При выгорании этих добавок происходит резкое повышение температуры, которое приводит к оплавливанию и спеканию гранул, а следовательно, к снижению удельной поверхности катализатора до 1-2,5 м7г.

Для предотвращения спекания носителя применяют быстрый отвод тепла от прокаливаемого материала, Однако,, при этом безвозвратно теряется значительное количество тепла, выделяемое при сгорании добавки. Кроме того, температура прокаливаемого изделия снижается и, таким образом, не достигается требуемое спекание материала в самом процессе выжигания добавки.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому эффекту является способ приготовления носителя для катализатора конверсии природного газа путем смещения глинозема с нефтяным коксом и раствором нитратов кальция и магния в азотной кислоте, сушки, термообработки катализаторной массы при повышенной температуре и отжига в газовой среде, в качестве которой используют воздух.

Термообработка включает стадию раз3 92729 ложения нитратов кальция и магния при 100-400ОС, выжига кокса. при 450800 с последующим подъемом температуры и отжигом носителя при 13001600оС (2), 5

Недостатком известного способа является. малая поверхность носителя (2,5 и г) и пониженная механическая прочность (300 кг/см ).

Неудовлетворительная характерис- 1в тика носителя обусловлена превышением температуры выше оптимальной при выгорании кокса, в результате чего до 203 носителя бракуется иэза спекания. 15

Остаточное содержание метана при конверсии природного газа при 800 С о и объемной скорости 6000 ч "и объемном соотношении газ:пар, равном 1:2, составляет 2,81 . с 26

Целью настоящего изобретения является приготовление носителя с увеличенными удельной поверхностью и механической прочностью.

Указанная цель достигается способом приготовления носителя для катализатора конверсии природного газа путем смешения глинозема с нефтяным коксом и раствором нитратов кальция и магния в азотной кислоте, сушки, термообработки каталиэаторной массы при повышенной температуре с выдержкой при 300-450 С в среде азота, затем при 500-600 С в смеси воздуха и азота, взятых в объемном соотнойении (1-1,5):4,0 с последующей термообработкой и отжигом в среде азота.

Отличительными признаками изобретения являются проведение термообработки с выдержкой катализаторной

<массы при 300-400ОС в среде азота, <затем при 500-600ОС в смеси воздуха и азота, взятых в объемном соотношении (1-1,5):4,0 с последующей термообработкой и отжигом в среде азота.

Предлагаемое изобретение обладает следующими преимуществами по сравнению с èçâåñòíûÀ поверхность носителя увеличивается до 5-15 ì/г, а механическая прочность - до 480-590 кг/см<., Е что сопровождается увеличением актив" ности катализатора конверсии природного газа - содержание остаточного метана падает до 0,2-0,3 об.3.

Проведение разложения нитратов в атмосфере азота до 450 С с последующим выжигом кокса при 500-600 С в смеси воздуха с азотом предотвращает реэ5 4 кое повышение температуры, вызывающее спекание носителя и разрушение мелких пор. Скорость выжига регулируют подачей кислорода воздуха, т.е. соотношение воздуха и азота выбирают таким образом, чтобы при выжиге кокса не было спекания, и чтобы процесс выжига не замедлялся.

Если снизить соотношение (1-1,5 пРоисходит сильное спекание из-за высокой температуры и быстрый выжиг кокса.

При увеличении соотношения 1-5 из-за недостатка кислорода выжиг кокса замедляется и процесс этот удлиняется.

Именно последовательность этих стадий играет существенную роль в формировании пористой структуры. Происходит значительное увеличение объема мелких пор, обеспечивающих увеличение удельной поверхности и механической прочности носителя.

Пример 1. Для приготовления

100 r катализатора берут 96 r размолотого глинозема, добавляют 30 г нефтяного кокса с размером частиц

1"2 мм и 36 мл раствора азотнокислых солей кальция и магния в 40 азотной

% кислоте.

Все,компоненты замешивают до получения однородной эластичной массы в течение 20-30 мин. Массу формуют в гранулы 12х12 мм в виде цилиндров или колец. Гранулы провяливают 10 ч, после чего сушат при 130 С 10 ч.

Просушенные гранулы помещают в муфельную печь, в которую подают азот в количестве 100 л/ч, и поднимают температуру до 450 С по 30-50 С/ч.

При 450 С гранулы выдерживают 2 ц .и, убедившись в отсутствии окислов азота, поднимают температуру до 500 С со скоростью 30-50 C/ч, и дают -25 л/ч воздуха (соотношение воздух: азот 1:4) и начинают выжиг кокса, Процесс выжига заканчивают при

800 С.

Окончание выжига кокса контролируют по отсутствию двуокиси углерода в отходящих газах, убедившись в отсутствии последнего, воздух закрывают. После чего поднимают температуру до 1300 С по 50-80 С/ч и прокаливают гранулы. при этой температуре 5 ч.

В результате получаем носитель, содержащий, 4: Alq0a 96, Са0 3 и

Составитель Т.Белослюдова

Техред И. Надь Корректор А.ференц

Редактор Е.Боня

Заказ 3069/8 Тираж 577 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

5 927295 6

Mg0 1 с удельной поверхностью 15 м ным коксом и раствором нитратов кальи механической прочностью 590 кг/см. ция и магния в азотной кислоте, сушП р и м е.р 2. Носитель пояучают ки, термообработки катализаторной аналогично примеру 1, только разло- массы при повышенной температуре и жение азотнокислых солей ведут при 5 отжига в газовой среде, о т л и ч а ю300 С с выдержкой 3 часа, выжиг кок- - шийся тем, что, с целью приготовса - при температуре 600 С и сост- пения носителя с увеличенными удельношении воздух:азот - 1:3 или 26 л/ч ной поверхностью и механической проч-! воздуха и 75 л/ч азота.. ностью, термоьбработку ведут с выдержВ результате получаем носитель В кой катализаторной массы при 300состава, аналогичного примеру 1, 400 С в среде азота, затем при 500с удельной поверхностью 10 юг и 600 С в смеси воздуха и азота, взямеханической прочностью 500 кг/см тых в объемном соотношении (1-1,5):

Пример 3. Носитель получают. :4,0 с последующей термообработкой аналогично примеру 1, только при вы- <> и от%игом в среде азота. жиге кокса соотношение воздух:азот составляет 1:1,5, т.е. 25 л/ч возду- Источники информации, ха и 62,5. л/ч азота. принятые во внимание при экспертизе

В результате получаем носитель 1.Авторское свидетельство СССР состава, аналогичного прьуеру 1, с 2О М 411706, кл. В О1 У 11/46, 1974. удельной поверхностью 5 м7г и меха- 2. Неванюк Т.А. и др. РазработQ ническои прочностью 480 кг/см.. ка и исследование высокотемпературФормула изобретения» ного катализатора конверсии природноСпособ приготовления носителя для го газа.- "Каталитическая конверсия катализатора конверсии природного га- > углеводородов", 1974, вып.5, с.55эа путем смещения глинозема с нефтя- 61 (прототип).