SU957948A1 - Носитель дл катализатора конверсии метана - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к носител м катализатора дл  конверсии углеводородов и может быть использовано в химической, нефтехимической, пищевой , Мсоииностроительной, металлургической отрасл х проквлшленности дл  процессов каталитического превращени  углеводородов с паpew, углекислым газом, кислородом, воздухс 1 1или с их ciAecatm.

Известен носитель дл  катализатора конверсии углеводородов, представл ющий 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 30-60° 1.

Однако при большой внешней поверхности катализатора, полученного на основе этого носител , доступна  поверхность его невелика, а гидравлическое сопротивление по сравнению с кольцевым носителем составл ет 70%. В. процессе эксплуатации катализатора в реакции метана механическа  прочность его значительно снижаетс  и составл ет 250 кгс/см.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо- му эффекту  вл етс  носитель дл  катализатора конверсии метана, представл кидий собой гранулу с отверстием в центре и с.канавками на боковой ее поверхности. При этом дл  увеличени  механической прочности и термостойкости , гранулы выполнены с

10 прюфилирующей внешней и внутренней поверхностью .

Однако известный носитель дл  катализатора конверсии метана характеризуетс  недостаточно высокой

15 доступной внешней поверхностью катализатора , приготовленного на основе этого носител  (3,10-4,15 см , при сравнительно большом гидравлическом сопротивлении газовому пото- .

20 ку (50-62% относительно кольцевого носител ) и значительным снижением механической прочности при эксплуатации катсшизатора в процессе конверсии метана (от 700-800 до 48025 540 кгс/см).

Целью изобретени   вл етс  увеличение доступной поверхности ката;лизатора на основе носител  и его -„ механической прочности в процессе эксплуатации   снижение гидравличёского сопротивлени  газовому потоку. Указанна  цель достигаетс  тем, что носитель дл  катализатора конверсии метана представл ет собой гр нулу с отверстием в центре и расположенными на окружности с диаметром , ра-вным 0,24-0,60 диаметра гранулы, отверсти ми с шагом между ними,соответствующим 0,6-2,0 их диа метра, и с канавками на боковой ее поверхности. На фиг. 1-3 изображено различное расположение отверстий гранул носитеп , .. Шаг между отверсти ми, равный (0,4-1,2) диаметра отверсти , выбираетс , исход  из того, что при шаге между отверсти ми меньше О,4 диаметра отверсти , уменьшаетс  механичеека  прочность гранул, а при шаге между отверсти ми, большим 1,2 диаметра отверсти , уменьшаетс  внешн   поверхность катализатора, приготовленного на основе носител . Пример 1. Смешивают размол тый глинозем с 20%-ной азотной кисл той в смесителе до получени  густой однородной пластичной массы. Полученную массу загружают в бункер зкс рудера. Диаметр отверсти  экструдера 15м В экструдере устанавливают 7 стержней с диаметрами 3 мм, причем один стержень располагают по оси экструдера , а 6 равномерно (угол Между от версти ми 60 на окружности с диаметром 8 мм. Шаг между стержн ми 3 мм. На внутренней поверхности экс трудера выполн ют 8 выступов под углом 45° друг к другу, которые соз дают на боковой поверхности экструдированного жгута канавки с радиусом 1,5 мм. Жгут разрезают на цилин рические гранулы мм (фиг.1). На основе носител , приготовленн го предлрженньв способом, готов т к тализатор путем трехкратной пропитк в растворе азотнокислых сОлей никел  и алкичини  с последующей сушкой и прокаливанием при . Содержание NiO 7%. Полученный катализатор загружа-; ют в реакционные трубы агрегата син теза аммиака мощностью 1360 т/сут. Объемна  скорость процесса W 1500 давление на входе 36 ати, температура выхода конвертированного газа Тбь1Х 780°С, .соотношение пар:газ 3,7:1. По сравнению с известными катализаторами при этих услови х обеспечиваетс  увели-1 чение внешней доступной поверхности на 40%. Это позвол ет проводить про цесс со 100% степенью конверсии при . 80°С. Увеличение прочности зернистого сло  в процессе эксплуатации составл ет при этом 1,5-2,2 раза . Гидравлическое сопротивление сло  катализатора на основе предложенного носител  составл ет 40% от гидравлического сопротивлени  сло  примен емого промышленного катализатора и на 20-30% меньше гидравлического сопротивлени  слоев известных катали- , заторов. . Пример 2. Носитель готов т аналогично примеру 1, только параметры экструдера мен ют следующим образом . Диаметр отверсти  эйструдера 20 мм. В экструдере устанавливгиот 5 стержней с диаметром 4 мм, причем один стержень располагают по оси экструдера, а 4 равномерно (угол между д|Тверсти ми 90°) на окружности с диаметром 12 мм. Шаг между отверсти ми 8 к№а (фиг. 2). На внутренней пЪверхности экструдера вьтолн ют 4 выступа под углом 90° 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 носител  и парс1метры процесса при эксплуата- ции катализатора аналогичны приведенным в примере 1. Использование катализатора на основе этого носител  по сравнению с известными катализаторами обеспечивает увеличение внешней доступной поверхности на 30%, что позвол ет проводить процесс со 100% степенью конверсии при Тщ,(хг 780°С. Прочность зернистого сло  в процессе эксплуатации увеличиваетс  при этом 22 ,5 раза. Гидравлическое сопротивление сло  катализатора на основе предложенного носител  составл ет 50% от гидравлического сопротивлени  сло  примен емого промьшшенного катализатора и на 15-20% меньше гидравлического сопротивлени  слоев известных катализаторов . Пример 3. Носитель готов т аналогично примеру 1, только параметры экструдера мен ют следующим образом. Диаметр отверсти  экдтрудера 25 УМ. В экструдере устанавливают 7 стержней с диаметрами 3 мм, причем один стержень расположен по оси экструдера и по 3 стержн  расположено по разные стороны от центра экструдера на рассто нии 6 IM. Шаг между стержн ми 5 мм. На внутренней поверхности экструдера выполнено 4 выступа под углом 45° друг к другу.

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

Приготовление катализатора на основе экструдированного носител  и параметры процесса при эксплуатации аналогичны приведенным в примере 1.

Использование катализатора на осно ве предложенного носител  по сравнению с известными катализаторами при данных услови х обеспечивает увеличение внешней доступной поверхности на 20%, увеличение прочности зернистого сло  в процессе эксплуатации составл ет при этом 1,52 раза.

Гидравлическое-сопротивление сло  составл ет. 30-35% от гидравлического сопротивлени  сло  промышленного катализатора и на 35-40% меньше гидравлического сопротивлени  слоев известных катализаторов.

Результаты испытаний различных модификаций (фиг. 1 - 3) катализаторов , приготовленных на основе предложенного и известных носителей, представлены в таблице.

Внешн   поверхность катализатора,

Доступна  внешн   поверхность катализатора с учетом экранилровани  гранул, см Гидравлическое сопротивление , %, по сравнению с промыиленными кольцевыми катализаторами Степень конверсии, % До 100 при.95-99 при еОО С980°С Механическа  прочность , кгс/см : 700-800 600-700 исходна  через 100 ч работы при 30 атм 480-540 250 Содержание NI . в катализаторе (в пересчете на MiO)

В предлагаемом изобретении по сравнению с известным вследствие предложенной формы увеличена внешн   поверхность катализатора на основе предложенного- носител  с учетом экранировани  гранул до 4,154 ,55 см-- (против 3,10-4,75 , тем самым повышена степень конверсии углеводородного сырь  на 1.5-20%} значительно увеличена механическа  прочность гранул в период эксплуатации: до 600-840 кгс/см (против 480540 кгс/см) . Применение предлагаемого носител  позвол ет значительно снизить гидравлическое сопротивление

4,60

4,50

4,20

4,45

4,55

4,15 W 60004

зернистогб (сло  до 30-50% против 50-62%).

Claims (1)

1.Авторское свидетельство СССР 533390, кл. В 01 J 35/02, 1974.

Ь. 2 .Авторское свидетельство СССР №526381, кл. В 01 J 35/02, 1975

(прототип). . е.