Изобретение относится к носителям катализатора для конверсии углеводородов и может быть использовано в химической, нефтехимической, пищевой, машиностроительной, металлургической отраслях промышленности для процессов каталитического превращения углеводородов c ïàðoì, углекислым газом, кислородом, воздухом или с их смесями.

Известен носитель для катализатора конверсии углеводородов, представляющий собой коническую тарелку с отверстием в центре, имеющую на внутренней стороне один кольцевой и два винтовых выступа от центра к краю при расположении поверхностИ перфорированной тарелки к поверхности реактора под углом 30-60о (1).

Однако при больщой внешней поверхности катализатора, полученного иа основе этого носителя, доступная поверхность его невелика, а гидравлическое сопротивление по сравнению с кольцевым носителем составляет 70%.

В. процессе эксплуатации катализатора в реакции метана механическая прочность его значительно снижается и составляет 250 кгс/см .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и. достигаемо1 му эффекту является носитель для катализатора конверсии метана, представляющий собой гранулу с отверстием в центре и с.канавками на боковой ее поверхности. При этом для увеличения механической прочности и термостойкости, гранулы выполнены с профилирующей внешней и внутренней поверхностью (2j.

Однако известный носитель для катализатора конверсии метана характеризуется недостаточно высокой

15 доступной внешней поверхностью катализатора, приготовленного на основе этого носителя (3,10-4,15 см "), при сравнительно большом гидравлическом сопротивлении газовому потоку (50-62% относительно кольцевого носителя) и значительным снижением механической прочности при эксплуатации катализатора в процессе конверсии метана (от 700-800 до 48025 540 кгс/см ).

Целью изобретения является увеличение доступной поверхйости ката;лизатора на основе носителя и его механической прочности в процессе эксплуатации к снижение гидравли957 948

На фиг. 1-3 изображено различное расположение отверстий гранул носителя. t5

Шаг между отверстиями, равный (0,4-1,2) диаметра отверстия, выбирается, исходя из того, что при шаге между отверстиями меньше 0,4 диаметра отверстия, уменьшается меха- ;@ ническая прочность гранул, а при шаге между отверстиями, большим

1,2 диаметра отверстия, уменьшается внешняя поверхность катализатора, приготовленного на основе носителя.

Пример 1. Смешивают размолотый глинозем с 20%-ной азотной кислотой в смесителе до получения густой однородной пластичной массы. Полученную массу загружают в бункер экструдера.

Диаметр отверстия экструдера 15мм.

В экструдере устанавливают 7 стержней с диаметрами 3 мм, причем один стержень располагают по оси экструдера, а 6 равномерно (угол между отверстиями 60 ) на окружности с диаметром 8 мм. Liar между стержнями

3 мм. На внутренней поверхности экструдера выполняют 8 выступов под углом 45 друг к другу, которые соз- 40 дают на боковой поверхности экструдированного жгута канавки с радиусом 1,5 мм. Жгут разрезают на цилиндрические гранулы 15х15 мм (фиг.1).

На основе носителя, приготовленно-45

ro предложенньм способом, готовят ка тализатор путем трехкратной пропитки в растворе азотнокислых сЬлей никеля и алюминия с последующей сушкой и прокаливанием при 500 С. Содержание Ni0 7%.

Полученный катализатор загружа-, ют в реакционные трубы агрегата син-. теза аммиака мощностью 1360 т/сут.

Объемная скорость процесса W

1500 ч "; давление на входе 36 ати, температура выхода конвертированного газа Тэ„,х= 780ОС,.соотношение пар:газ = 3,7:1. По сравнению с известнымн катализаторами при этих условиях обеспечивается увели- бО чение внешней доступной поверхности на 40%. Это позволяет проводить процесс со 100% степенью конверсии при

Тв,„= 780 С. Увеличение прочности зерйкстого слоя в процессе эксплуа- 65

Гидравлическое сопротивление слоя катализатора на основе предложенного носителя составляет 50% от гидравлического сопротивления слоя применяемого промышленного катализатора и на 15-20% меньше гидравличесКого сопротивления слоев известных катализаторов.

П р.и м е р 3. Носитель готовят аналогично примеру 1, только параметры экструдера меняют следующим образом.

Диаметр отверстия экструдера

25 мм. В экструдере устанавливают

7 стержней с диаметрами 3 мм, причем один стержень расположен по оси экструдера и по 3 стержня расположено по разные стороны от центра экструдера на расстоянии 6,мм. Шаг между стержнями 5 мл. На внутренней поверхности экструдера выполнено 4 выступа под углом 45О друг. к другу, ческого сопротивления газовому потоку.

Укаэанная цель достигается тем, что носитель для катализатора конверсии метана представляет собой гранулу с отверстием в центре и распо- 5 ложенными на окружности с диаметром, равным 0,24-0,60 диаметра гранулы, отверстиями с шагом между ними, соответствующим 0,6-2,0 их диаметра, и с канавками на боковой ее 10 поверхности. тации составляет при этом 1,5-2,2 раза, Гидравлическое сопротивление слоя катализатора на основе предложенного носителя составляет 40% от гидравлического сопротивления слоя применяемого промышленного катализатора и на 20-30% меньше гидравлического сопротивления слоев известных катализаторов.

Пример 2. Носитель готовят аналогично примеру 1, только параметры экструдера меняют следующим образом.

Диаметр отверстия экструдера

20 мм. В экструдере устанавливают

5 стержней с диаметром 4 мм, причем один стержень располагают по оси экструдера, а 4 равномерно (угол между отверстиями 90o) на окружности с диаметром 12 мм. Шаг между отверстиями 8 мм (фиг. 2 ). На внутренней поверхности экструдера выполняют 4 выступа под углом 90О друг к другу, которые создают на боковой поверхности экструдированного жгута канавки с радиусом 2 мм. Жгут разрезают на цилиндрические гранулы с высотой

20 мм.

Приготовление, катализатора на основе экструдированного носителя и параметры процесса при эксплуата ции катализатора аналогичны приведенным в примере 1.

Использование катализатора на основе этого носителя по сравнению с известными катализаторами обеспечивает увеличение внешней доступной поверхности на 30%, что позволяет проводить процесс со 100% степенью конверсии при Tab,„;= 780 С. Прочность о зернистого слоя в процессе эксплуатации увеличивается при этом 22,5 раза.

957948

Использование катализатора на основе предложенного носителя по сравнению с известными катализаторами при данных условиях обеспечивает увеличение внешней доступной поверхl= г

Характеристика катализаторов

П араметры

Предложенный

Известные

Р) 1Ч

Внешняя поверхность катализатора, см

5 93 9,0

4,60

4,20

4 50

Доступная внешняя поверхность катализатора с учетом зкранирования гранул, см "

3,10-4,15 4,0

4,55

4,45

4,15

Гидравлическое сопротивление, Ъ, по-сравнению с промышленными кольцевыми катализаторами

50-62 70,0

40-45 50

30-35

=тепень конверсии, %

До 100 при.95-99 при

800ОС 980 С

И=6000ч "

100 при 100

780 С

Ы=4000ч "

100

Механическая прочность, кгс/см1:

700-800 600-700 700-800 800-850 700-800 исходная через 100 ч работы при 30 атм

480-540 250

Содержание Nf . в катализаторе (в пересчете на H|0) 6-9

7 7 которые создают на боковой поверхности экструдированного жгута канавки с радиусом 1,5 мм (фиг. 3). Жгут разрезают на цилиндрические гранулы с высотой 25 мм.

Приготовление катализатора на основе зкструдированного носителя и параметры процесса при эксплуатации аналогичны приведенным в примере 1, В предлагаемом изобретении пб сравнению с известным вследствие предложенной формы увеличена внешняя поверхность катализатора на основе предложенного носителя с учетом экранирования гранул до 4,154,55 см- (против 3,10-4,75 см"1) тем самым повышена степень конверсии углеводородного сырья на 15-203; значительно увеличена механическая прочность гранул в период эксплуатации: до 600-840 кгс/сии (против 480540 кгс/см ) . Применение предлагаемого носителя позволяет значительно снизить гидравлическое сопротивление ности на 20%, увеличение прочности зернистого слоя в процессе эксплуатации составляет при этом 1,52 раза.

Гидравлическое сопротивление слоя

-составляет. 30-35% от гидравлического сопротивления слоя промышленного катализатора и на 35-403 меньше гидравлического сопротивления слоев известных катализаторов. результаты испытаний различных модификаций (фиг. 1 вЂ” 3) катализаторов, приготовленных на основе

I предложенного и известных носителей, представлены в таблице.

Фиг. 1 Фиг. 2 Фиг. 3

600-650 750-840 600-650 зернистого (слоя до 30- 50% против

50-62%).

Формула изобретения

Носитель для катализатора конверсии метана, представляющий собой грйнулу с отверстием в центре и с кайавками на боковой ее поверхности, .отличающийся тем, что, © с целью увеличения доступной поверх° Ф ности катализатора на основе нооите яй и его Механической прочности в процессе эксплуатации и снижения гидравлйческого сопротивления газо4S вого потока, на оиружности с диа957948

4 У. сР.

ВНИИПИ Заказ 6659/9 Тираж 583 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная,4

1 .метром, равным 0;24-0,60 диаметра гранулы, расположены отверстия с шагом между ними, соответствующим

0,6-2,0 их диаметра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Авторское свидетельство СССР

Р 533390, кл. В 01 J 35/02, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 526381, кл. B 01 J 35/02, 1975 . (прототип).

Носитель для катализатора конверсии метана

Похожие патенты: