Катализатор для конверсии углеводородов

Сфез Советских Социалистических Республик(51)М. Кл з В 0123/7 бС 01 В 3/38Государственный комитет СССР но дмам изобретений н открытий(54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ КОНВЕРСИИ УГЛЕВОДОРОДОВ Изобретение относится к производству катализаторов для конверсии углеводородов.Известен катализатор для конвер 5 сии углеводородов, содержащий вес.Ъ: окись никеля 6-8, окись алюминия 92-94. Этот катализатор испбльзуют для шахтной конверсии углеводородов с паром и кислородом при 850-950 оС в средней и нижней части реактора и 800-1100 С в верхней части при давлении, близком к атмосферному (11. Однако его активность недостаточ" но высока: остаточное содержание ме тана в конвертированном газе 0,5- 1,0 при 800 и объемной скорости 2000 ч. Кроме того, он имеет недО- статочную термостойкость: 80-90 К,Ъ прочность 200-300 кг/см и низкую огз.неупорность. Поэтому в процессе конверсии углеводородов при резких теплосменах, неизбежных при пусках и остановках, при высоких температурах в верхней части реактора,вызванных протеканием экзотермических реакций, катализатор растрескивается, измельчается до пылевидного состояния. Разрушение катализатора прйводит к росту гидравлического сопротивления слоя катализатора, следовательно и к снижению производительности.Известен катализатор, содержащий, вес. : й 30 6-8, К, О 0,5-1,0,А,ОЗ.91-93,5. Этот катализатор обладает повышенной активностью (0,2-0,3 при 80( С и объемной скорости 2000 ч ), устойчив к образованию углеродистых отложений (такпосле трех лет работы при 850-950и объемной скорости 250-300 ч углерод в катализаторе отсутствует) 12).Однако он имеет недостаточную термостойкость 80-90 К Ъ мехханическую прочность 200-300 кг/см , низкую огнеупорность. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является катализатор для конверсии углеводородов Г 31, включающий окислы никеля, кальция и алю миния и двуокись титана при следукхдем содержании компонентов, вес. в;Окись никеля 0-10Окись кальция 3-25Двуокись титана 0-18Окись магния 1-10Окись железа 1-20Двуокись кремния 1-4Окись бора 0-15Окись хрома 0-1Однако известный катализатор недостаточно стабилен по физико-механическим характеристикам и его активность недостаточно высока, аименно: его механическая прочностьменяется в пределах 98-821 кг/см,насыпной вес 0,6-1,8 кг/л и определяется нестабильностью составаметаллургического шлака-сырья дляприготовления катализатора. При этомснижается его огнеупорность по причине многокомпонентности системы иповышенного содержания компонентовбольшого содержания Флюсов и низкого(50-80) содержания глинозема, чтоприводит к оплавлению кусков катализатора и снижению его активности.Термостойкость катализатора такжев зависимости от состава исходнойсмеси колеблется от 50 до 100 теплосмен.Активность катализатора составляет0,4-0,5 об. от остаточного метанадля объемной скорости 2000 ч , температуры 800 С при атмосферном давлении и соотношении природного газаи пара 1:2.Недостаточная активность катализатора обусловлена введением окислов кальция, магния, кремния и двуокиси титана в количестве, превышающем оптимальное (для окиси кальцияили магния оно не должно превышать4,0, для окиси кремния в . 0,1,для двуокиси титана - 1,5),Большое содержание таких компонентов, как британ, кальций, магний,кремний, снижает пористость до 8-18,влагоемкость до 5-13, увеличивает насыпной вес катализаторадо 1,6-1,8 кг/л и количество пропиток до 4-8 для нанесения 6окиси никеля. Кроме того, уменьшается стойкость катализатора к зауглероживанию, что приводит к отложениюосадков на поверхности котлов-утилизаторов.Цель изобретения - повышение активности катализатора и улучшение стабильности его физико-механичес- ких характеристик;Указанная цель достигается тем, что катализатор для конверсии углеводородов, включающи окислы никеля, кальция и алюминия и двуокись титана дополнительно содержит окись бария, при следующем содержании компонентов, вес.:Окись никеля 10,.0-15,0 Окись кальция 0,4-4,0 Окись бария 0,2-1,5 Двуокись титана 0,1-1,5 Окись алюминия ОстальноеПредлагаемый катализатор обладает. более высокой активностью по сравнению с известным. Она составляет 0,0-0,2 об. по остаточному содержа Т 1 р и м е р 1, Для получения 45 100 г катализатора берут 89,3 гокиси алюминия, 0,4 г окиси кальция,0,2 г окиси бария, 0,1 г двуокисититана, 10 г нефтяного кокса, размалывают в шаровой мельнице до раэме ра частиц 60 мкм.К 100 г полученной смеси добавляют 7 г древесных опилок, предварительно смоченных водой.Нефтяной кокс и древесные опилкислужат в качестве выгорающих добавок для придания пористости носителю. Сместь тщательно перемешивают,постепенно приливают 20-ную азотную кислоту при непрерывном перемешивании до получения однородной Ю эластичной массы.Массу формуют в виде "жгутаф,разрезают иа кольцевидные гранулы.провяливают на воздухе в течение10 ч. Высушенный носитель прокали вают при 1250-1300 С в течение 5 ч. 10 15 20 25 30 35 40 нию метана по сравнению с 0,4- 0,6 об. для известного.Предлагаемый катализатор обладает также стабильными физико-механическими характеристиками. Его насыпной вес 1,0-1,1 кг/л, механическая прочность изменяется в пределах 600- 650 кг/см -, а термостойкость состав 2,ляет 100 теплосмен,Введение в состав катализатора окислов бария и кальция улучшает пластичность массы за счет образующихся на стадии формовки носителей нитратов бария и кальция. Нитраты указанных окислов увеличивают пластифицирующую и вяжущую способностьПри введении в состав катализатора двуокиси титана нитраты 6 ария и кальция .при термической обработке образуют титанаты бария и кальция, сопровождающиеся деформацией решетки окиси алюминия.Модификация окиси алюминия введением небольших добавок окисей бария, кальция и двуокиси титана позволяет понизить температуры спекания в местах контакта частиц глинозема.Образующийся в местах контактов частиц твердый раствор обладает большой прочностью, термостойкостью и увеличивает срок службы катализатора.При введении в катализатор указанных окислов в количестве меньше нижних пределов снижается механическая прочность катализатора, его термостойкость и огнеупорность за счет снижения спекающего действия окислов.При увеличении в катализаторе окислов выше верхних пределов спекающее действие этих компонентов так велико, что снижает пористость и влагоемкость катализатора, а это снижает введение никеля в катализатор и понижает его активность.882593 О 20 Катализатор Показатели Предложенный Известный Насыпной вескатализатора,кг/л 1,0-1,1 1,5-1,6 0,6-1,8 Механическаяпрочность,кг/см 98-821 600-650 500 Термостойкость, К (теплосмен 1200 С - воза"дух бе 3 раз руше ни я гранул) 80 50-100 100 Активность,(остаточное содержание метана при 800 С и объемной скорости 2000 ч) 0)3-0)5 0,4-0,6 0,2-0,0 55. 10,0-15,0 0,4-4,0 0,2-1,5 0,1-1,5Остальное Окись никеля Окись кальция Окись барияДвуокись титанаОкись алюминия,Носитель, приготовленный таким образом, три раза пропитывают в течение 15-20 мин раствором .азотнокислых соуей никеля и алюминия (на 100 см воды берут 122 г Н(МОЗ )д бН)С и 46 г А 1(ЙО )з 9 НО) с прокалкой после каждой пропитки при 450-500 С для разложения нитратов. В результате получают катализатор ,следующего состава,вес. окись никеля 10, окись бария 0,2, окись кальция 0,4, двуокись титана 0,1,окись алюминия 89,3. Механическая рочность катализатора 600 кг/см., термостойкость 100 К. Остаточное соодержание метана при 800 С и объемной скорости 2000 ч 0,2.П р и м е р 2. Для приготовления 100 г катализатора берут 84,2 г окиси алюминия, 2,0 г окиси кальция, 0,8 г окиси бария 1,0 г двуокиси титана, 10 г неФтяного кокса. Далее, как описано в примере 1.Носитель четыре раза пропитывают раствором азотнокислых солей никеля и алюминия. В результате получают формула изобретения Катализатор для конверсии углеводородов, включающий окислы никеля, 60 кальция и алюминия и двуокись титана, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения активности катализатора и Улучшения стабильности его Физико-механических ха катализатор следующего состава, вес.: окись никеля 12, окись бария 0,8, окись кальция 2,0, двуокись титана 1,0, окись алюминия 84,2.Механическая прочность 630 кг/см) термостойкость 100 К. Остаточное содержание метана прр 800 С и объемной скорости 2000 ч 0,1.П р и м е р 3. Для приготовления 100 г катализатора берут 78 г окиси алюминия, 1,5 г окиси бария, 4)О г окиси кальция, 1,5 г двуокиси титана, 10 г неФтяного кокса. Далее, как ойисано в примере 1.Носитель пять раэ пропитывают раствором азотнокислых солей никеля и алюминия. В результате получают катализатор следующего состава,вес.: окись никеля 15, окись бария 1,5, окись кальция 4,0, двуокись титана 1,5 и окись алюминия 78. Механическая прочность 650 кг/см, термостойкость 100 К, остаточное содержание метана 0,0.В таблице приведены сравнительные данные предложенного и известных катализаторов. рактеристик, ои дополнительно содержит окись бария при следующемсодержании компонентов, вес.;8 882593 Составитель Т. БелослюдоваТехред З.фантаКорректор С, Щомак Редактор И. Юрковский Тираж 570 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 1004.2/9 Филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,4 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 526381, кл. В 01 3 35/02 г 1976 2. Авторское свидетельство СССР