PL164071B1 - Sposób otrzymywania katalizatora niklowego do parowej konwersji węglowodorów - Google Patents

Abstract

Sposób otrzymywaniakatalizatora niklowego do parowej konwersji węglowodorów, znamienny tym, że zawiesinę wodną nośnika, stanowiącą mieszaninę tlenków i wodorotlenków metali, w której sumaryczna ilość tlenku glinu i tlenku magnezu stanowi co najmniej 80% wag. stałych składników zawiesiny, zalewa się wodnym roztworem azotanu niklawego, całość miesza się co najmniej przez 10 godz. utrzymując pH w granicach 9-10 i temperaturę ok. 70°C, po czym z powstałej zawiesiny katalitycznej usuwa się wodę, a uzyskaną masę katalityczną kalcynuje się w temperaturze 300-600°C, a następnie dodaje się do niej 10-30% wag. cementu glinowego, wodę i niewielką ilość grafitu, formuje się np. w pierścienie Raschiga, sezonuje się i suszy się.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania katalizatora niklowego do parowej konwersji węglowodorów, charakteryzującego się dużą aktywnością i odpornością na zawęglanie.

W niekorzystnych warunkach procesu konwersji węglowodorów występuje osadzanie się sadzy na powierzchni katalizatora. Jest to tzw. zawęglanie katalizatora. Wiadomo, że produkowane obecnie katalizatory niklowe do parowej konwersji węglowodorów wykazują dobrą odporność na zawęglanie jeśli stosunek para-węgiel w gazie reakcyjnym wynosi powyżej 2,5. Przy mniejszym stosunku to niekorzystne zjawisko gwałtownie się nasila, powodując blokowanie aktywności katalizatora. Jedną z metod zwiększania odporności katalizatora niklowego na zawęglanie - gdy katalizator pracuje przy obniżonym stosunku para-węgiel w gazie reakcyjnym - jest wprowadzanie do katalizatora magnezu na etapie jego wytwarzania.

Znane sposoby wytwarzania katalizatora do parowej konwersji węglowodorów, charakteryzującego się dużą aktywnością i odpornością na zawęglanie, bazują na solach magnezowych jako surowcu do uzyskania aktywnego tlenku magnezu w gotowym katalizatorze.

Sposób według niniejszego wynalazku pozwala na bezpośrednie wprowadzenie handlowego tlenku magnezowego do struktury katalizatora.

Sposób otrzymywania katalizatora niklowego do parowej konwersji węglowodorów według wynalazku polega na tym, że zawiesinę wodną nośnika, stanowiącą mieszaninę tlenków i wodorotlenków metali, w której sumaryczna ilość tlenku glinu i tlenku magnezu stanowi co najmniej 80% wag. stałych składników zawiesiny nośnika, zalewa się wodnym roztworem azotanu niklawego, całość miesza się co najmniej przez 10 godz. utrzymując pH w granicach

9-10 i temperaturę ok. 70°C. Z otrzymanej zawiesiny katalitycznej usuwa się wodę , korzystnie przy użyciu suszarki rozpryskowej, a otrzymaną masę katalityczną kalcynuje się w temperaturze 300- 600°C, korzystnie w kalcynatorze fluidalnym. Po kalcynacji do masy katalitycznej dodaje

164 071 się 10-30% wag. cementu glinowego i po dokładnym wymieszaniu z dodatkiem wody i niewielkich ilości grafitu formuje się ją np.: w pierścienie Raschiga. Po kilkugodzinnym sezonowaniu w zamkniętych pojemnikach, katalizator suszy się w temperaturze powyżej 100°C i otrzymuje gotowy katalizator. Gotowy katalizator zawiera 10-25% wag. NiO, 20-60% wag. MgO i 40-70% wag AhO.

Przez stosowanie sposobu otrzymywania katalizatora według wynalazku uzyskuje się następujące korzyści:

- zastąpienie kłopotliwych i drogich soli magnezowych handlowym tlenkiem magnezu,

- zmniejszenie ilości i agresywności ścieków poprodukcyjnych,

- obniżenie pracochłonności produkcji.

Otrzymany sposobem według wynalazku katalizator nie wymaga końcowego wypalania i może być użyty bezpośrednio po wysuszeniu. Charakteryzuje się wysoką odpornością na zawęglanie, bardzo dobrą aktywnością i wysoką wytrzymałością mechaniczną.

Sposób otrzymywania katalizatora według wynalazku zilustrowano poniższymi przykładami:

Przykład I. Do 40 kg tlenku magnezu i 60 kg tlenku glinu dodaje się 500 l wody. Całość miesza się przez ok. 2 godz. po czym dodaje się roztworu azotanu niklawego zawierającego w przeliczeniu 25 kg tlenku niklu. Zawiesinę miesza się przez 15 godzin utrzymując pH 9-10 w temperaturze 70°C. Następnie zawiesinę suszy się w suszarce rozpryskowej. Otrzymaną masę katalityczną kalcynuje się w kalcynatorze fluidalnym w temperaturze 400°C, po czym dodaje się 20 kg cementu glinowego, 25 kg wody i 4 kg grafitu, dokładnie miesza się i formuje pierścienie Raschiga. Otrzymany surowy katalizator sezonuje się w zamkniętych pojemnikach przez 8 godz., a następnie suszy się w temperaturze 105°C przez kilka godzin, otrzymując gotowy katalizator o następujących właściwościach:

- zawartość NiO - 20% wag.

- wytrzymałość na zgniatanie na pobocznicę pierścienia - 50 kG

- powierzchnia ogólna - 62,7 m²/g

- powierzchnia aktywna - 3,3 m2/g

- odporność na zawęglanie przy stosunkach para-węgiel od 2:1 do 2,5:1 - ok. 50 razy wyższa niż katalizatora tradycyjnego.

Przykład II. Do 40 kg tlenku magnez i 60 kg tlenku glinu dodaje się 500 l wody. Całość miesza się przez ok. 2 godz. po czym dodaje się roztworu azotanu niklawego zawierającego w przeliczeniu 20 kg tlenku niklu. Dalsze postępowanie jak w przykładzie 1. Otrzymuje się gotowy katalizator o następujących właściwościach:

- zawartość NiO -16,5% wag.

- wytrzymałość na zgniatanie na pobocznicę pierścienia - 45 kG

- powierzchnia ogólna - 62,3 m2/g

- powierzchnia aktywna - 2,8 m2/g

- odporność na zawęglanie przy stosunkach para-węgiel od 2:1 do 2,5:1

- ok. 50 razy wyżsra niż katalizatora tradycyjnego.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz Cena 10 000 zł

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób otrzymywania katalizatora niklowego do parowej konwersji węglowodorów, znamienny tym, że zawiesinę wodną nośnika, stanowiącą mieszaninę tlenków i wodorotlenków metali, w której sumaryczna ilość tlenku glinu i tlenku magnezu stanowi co najmniej 80% wag. stałych składników zawiesiny, zalewa się wodnym roztworem azotanu niklawego, całość miesza się co najmniej przez 10 godz. utrzymując pH w granicach 9-10 i temperaturę ok. 70°C, po czym z powstałej zawiesiny katalitycznej usuwa się wodę, a uzyskaną masę katalityczną kalcynuje się w temperaturze 300-600°C, a następnie dodaje się do niej 10-30% wag. cementu glinowego, wodę i niewielką ilość grafitu, formuje się np. w pierścienie Raschiga, sezonuje się i suszy się.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do usuwania wody z zawiesiny katalitycznej stosuje się suszarkę rozpryskową.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do kalcynacji masy katalitycznej stosuje się kalcynator fluidalny.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przed końcowym formowaniem katalizatora dodaje się 20% wag. wody.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przed końcowym formowaniem katalizatora dodaje się 3% wag. grafitu.
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że katalizator zawiera 10-25% wag. NiO, 20-60% wag. MgO i 40-70% wag. AhO.