Катализатор для паровой конверсии углеводородных газов

О Л "И 6 А-Н И Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик ц 730362(5)Ч. Кл,В 01; 25/02 В 01 ) 23/02 с присоединением заявки Ло Геоудврстввнный комитет СССР(23) Приоритет Опубликовано 30,04.80. Бюллетень М 16Дата опубликования описания 03,05.80 по делам изобретений н открытий(54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ПАРОВОЙ КОНВЕРСИИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ;Алюмоникельжелеэ ныйАпюмон икельниоби евый 2, 1-2,3 2,0-2,2 2,0-2,2 1Изобретение Относится к способу производства алюмоникелевых катализаторовдля процесса паровой конверсии углеводородных газов,Известны промотированные сплавныекатализаторы на основе алюминия и никеля с окисной поверхностью, напримералюмоникельхромовый 1, алюмоникельжелезный 2.Наиболее близким к предлагаемому0по технической сущности и достигаемомуэффекту является катализатор для паро-,вой конверсии углеводородных газов наоснове вьпцелоченного никель-алюминиевого сплава с промотирующей добавкойниобием 3.15Недостатком известных катализаторовявляется их высокий насыпной вес, чтоэкономически невыгодно, так как приувеличении насыпного веса увеличивается единица веса катализатора для получения единицы обьема водорода.В табл. 1 приведены данные насыпнот о веса известных катализаторов. Кроме того активность катализатора,при повышении температуры процесса до900 С и более снижается в связи соОспеканием активного компонента из-эанизкой термостабильности,Например, активность известногоапомоникельниобиевого катализатора снижается после 2-4 ч проведения процессапаровой конверсии при 900 ОС, а затемкатализатор удовлетворительно работаетпри 790-820 оС, объемной скорости газа3 7303 800-1000 чи соотношении нврв к газу 2-3:1,Апюмоникепьжепезный катализатор еще менее термостабипен. Его активность начинает снижаться при повышении температуры процесса до 800 С черезоо2 ч, а при 870 С через 5 мин. После полной рекриствппизации активного комТаблица 2 817 14 т 7 54 эЭ 12,1 11,0 64,2 2:1 66,1 10,.5 50 1000 1 699 750 1000 775 1000 775 1000 800 1000 850 1000 880 1000 2:1 70,5 13,23 в 1:1 . 72 в 2 7 э 4,5 12,5 7,72 6 174 48 5 2 80 2:1 74 18,2 5,1 1,8 92,5 172 6,3. 1 1 950 2: Этот катализатор можно испопьэовать дпя производства технопогическихгазов (восстановительного ипи синтезагаза) с низкимсодержанием СОприпроведении процесса при 920-960 вС.Бель изобретения - уменьшение насыпного веса катализатора, повышение4термостабипьности и уве ичение срокаего службы,Поставленная цепь достигается тем,что катализатор дпя паровой конверсииуглеводородных газов на основе вьпцепоченного никель-апюминиевого сплава4допопнитепьно содержит промотирующуюдобавку - кальций, барий ипи магнийцри следующем содержании компонентов,вес.ЪКальций, берий или НиквпьАпюминийКатани за р ую обрае. зом.В графитовый тигепь загружают 200 г алюминия и помешают в нагретую до 1000-1100 С шахтную эпектропечь. О,ь 5,045,0-49,0Остапьноето готовят сдед шим понента активность катализатора не изменяется, и дпя получения сухого конвертированного газа с остаточным содержанием метана 2 об.% необходимо повыЮ сить температуру процесса до 880-920 С.Зависимость активности известного катализатора от температуры представлена в т.абп. 2. К расгщввпенному апюминию добавляют 196 г никелевых стружек, а затем при перемешивании вводят 4 г металлического бария, После тшвтепьного перемешивания расплав выпивают в стальной противень, который тут же погружается.в хоподную воду, Выход сплава 380 г (9 Ж). Состав сплава в вес.% по шихте следующий;Алюминий 50Никепь 49Барий 1Сплав дробят до гранул нужного размера, помещают в фарфоровый стакан и заливают 200 мп воды, затем пост епеннонебопьшими порциями добавляют 200 мп 40%-ного раствора щелочи так, чтобы температура процесса вьпцепачнввния находилась в пределах 92-96 С. Процесс выщелачивания проОтеквет в течение 3-4 ч. После этого катализатор промывают водой до нейтрельной реакции промывных вод и, сливая воду во влажном состоянии, ставят нв электрическую плиту при 150 О200 С, неплотно закрывая крышку фвр5 730362 6 форового стакана. При этом поверхность .ха и при использовании не требует предкаталиэатора постепенно окисляется варительного восстановления. Аналогичрод действием водяного пара и кислоро- но готовят катализаторы, содержащие да воздуха в течение 2-2,5 ч и в том различные количества Са, Ва и йд же сосуде охлаждается. Полученный Составы полученных катализаторов катализатор хранят при доступе возду- приведены в табл. 3. Таблица 3 1,90 1 45-50 4 9 1,0 2 45-50 48 2,0 1,72 3 45-50 4 5 53 1,66 4 45 50 49 1,90 1,0 1,5 2,0 1,76 5 45-50 48,56 45-50 487 45-50 458 45-50 499 45-50 48,5 1,75 1,75 5,0 1,90 1,0 1,5 З,р 1,90 1,85 10 45-50 47 П р и м е р 4. В отличие от примеров 1,2 и 3, в реактор загружают алюмоникелевый катализатор, содержащий 1,5 вес.% магния по шиите с насыпным весом 1,90 г/сми пропускают природИспытания катализаторов иллюстрируются следующими примерами.П р и м е р 1. В стальной трубчатый реактор загружают 20 мл сплавного4 О алюмоникелевого катализатора содержащего 2,0%-ного кальция по шихте с насыпным весом 1,72 г/см, и пропус 3кают природный гаэ с обьемной скоростью 2000 ч 4 при соотношении параО 45 к газу 2,9 ф 1 и температур 700 С, При этом состав сухого конвертированного Газа следующий, об.%фН 77 Р, СО 11,74, СО 10,45С 4 ОфП р и м е р 2 В отличие от примера 1 в реактор загружают алюмоникелевый ЭЪ катализатор (насыпной вес 1,76 г/см ), содержащий 2,0 вес.% бария по шихте и определяют его активность при 700 С,55 объемной скорости природного газа 3100 ч " и соотношении пара к газу 3:1, Остаточное содержание метана составляет всего 0,47 об.%. При этом состав сухого конвертированного газа следующий, об.%;Н 77,84, СО 11,00, СОя 10 р 69, П р и м е р 3, В отличие от при меров 1 и 2, определяют активность алюмоникельбариевого (барий 2, Оввс % по шихте) катализатора после 30 ч проведения процесса паровой конверсии природного газа при 900 920 С. При этомокатализатор в стабйльном состоянии беэ снижения активности конвертирует природный газ при 800 С, объемной скоорости газа более 1000 ч и,соотношении пара к газу 1,4: 1. Состав сухого конвертированного газа следующий, об.%:8,80 СОй 504 и СН 4 0,63.