催化重整工藝及催化重整反應器制造技術

本發明專利技術公開了一種重整催化劑流失量小的催化重整工藝及專用催化重整反應器。該工藝是將油氣通入一膜過濾裝置中，當所述油氣經過該膜過濾裝置中的膜過濾元件時，通過該膜過濾元件的截留和催化作用同時實現油氣的過濾和催化重整，催化重整后的油氣從該膜過濾裝置的排氣口輸出，被截留的油渣從該膜過濾裝置的排渣口輸出；其中，膜過濾元件包括由多孔材料骨架和附著于該多孔材料骨架中的重整催化劑構成的基體，該基體的平均孔徑為1μm－100μm。膜過濾元件能夠將油氣中的至少一部分灰塵截留下來，又能夠對油氣中烴類分子進行催化重整，且重整催化劑在膜過濾裝置中不流動，因此，該工藝能夠在一定程度上防止重整催化劑結焦，并減少重整催化劑的流失量。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種催化重整工藝及催化重整反應器。
技術介紹
本申請所說的“催化重整”是指利用催化劑(下稱重整催化劑)對烴類分子結構進行重新排列的過程。催化重整本身是石油煉制過程中的一個重要環節，其主要目的是提高油品的辛烷值。工業上使用的重整催化劑一般可分為兩大類，一類是非貴金屬催化劑，其主要活性組分多屬元素周期表中第VI族金屬元素的氧化物，如02031003等，這類催化劑的性能較低，目前基本上已被淘汰；另一類是貴金屬催化劑，其活性組分主要是元素周期表中第 VDI族的金屬元素，如鉬、鈀、銥、銠等。現有的催化重整工藝是將油氣通入流化床催化反應器中與重整催化劑進行反應，該工藝不僅存在重整催化劑的流失較大的問題，同時還會因為油氣中的灰塵與重整催化劑接觸導致重整催化劑結焦，從而影響重整催化劑的使用壽命。
技術實現思路
本申請旨在提供一種是重整催化劑流失量小的催化重整工藝及專用催化重整反應器。為此，本申請的催化重整工藝是將油氣通入一膜過濾裝置中，當所述油氣經過該膜過濾裝置中的膜過濾元件時，通過該膜過濾元件的截留和催化作用同時實現油氣的過濾和催化重整，催化重整后的油氣從該膜過濾裝置的排氣口輸出，被截留的油渣從該膜過濾裝置的排渣口輸出；其中，所述膜過濾元件包括由多孔材料骨架和附著于該多孔材料骨架中的重整催化劑構成的基體，該基體的平均孔徑為Ιμπι — 100 μ m0需指出，本申請中平均孔徑的測定采用燒結多孔材料制造領域中常用的汽泡測定法。另需指出的是，根據測算，當基體的平均孔徑小于Ium時，容易導致基體堵塞；當基體的平均孔徑大于ΙΟΟμπι，會比較明顯降低油氣的過濾精度，故將基體的平均孔徑設定為Iym — 100 μπι。顯然，本申請中的 “膜過濾元件”既能夠將油氣中的至少一部分灰塵截留在膜過濾元件的表面，同時又能夠對油氣中烴類分子進行催化重整，且重整催化劑在膜過濾裝置中不流動，因此，該催化重整工藝能夠在一定程度上防止重整催化劑結焦，并減少重整催化劑的流失量，此外還能夠較好地控制重整反應的產物。其中，所述的多孔材料骨架可以采用鈦鋁金屬間化合物多孔材料、鐵鋁金屬間化合物多孔材料、不銹鋼多孔材料、陶瓷多孔材料等多種材料中的任意一種材料構成。上述這幾種多孔材料骨架僅僅對重整催化劑起支撐作用，而并不參與催化重整反應。本申請優選采用鎳鋁金屬間化合物多孔材料來構成多孔材料骨架，這主要是因為“鎳”屬元素周期表中第VDI族的金屬元素，其本身就對烴類分子起一定的催化重整作用，故采用鎳鋁金屬間化合物多孔材料構成的多孔材料骨架顯然能夠輔助反應，提高催化效率。鎳鋁金屬間化合物多孔材料是一種已知材料，其制備方法可參考CN101358304B的記載。為了更進一步的提高催化效率，還可在現有鎳鋁金屬間化合物多孔材料的基礎上將材料中鎳與鋁的重量比提高至10:1至12:1之間。理論上講，所有在現有催化重整工藝中使用過的重整催化劑中的活性組分均可作為本申請中用于附著在多孔材料骨架中的重整催化劑。作為優選，本申請的重整催化劑至少由鉬、銠、銥、鈀中的一種或幾種金屬構成。其中，最好采用僅由鉬構成的單金屬重整催化劑，或者由“鉬一錸”或“鉬一錫”構成的雙金屬重整催化劑，又或者由“鉬一錸一鈦”構成的多金屬重整催化劑。在本領域中，采用至少由鉬、銠、銥、鈀中的一種或幾種金屬構成的重整催化劑的優點是已知的，故本文不再對此進行贅述。作為對上述技術方案的改進，所述膜過濾元件還包括位于所述基體迎風面上的膜層，該膜層的平均孔徑為I μ m — 20 μ m。根據已陳述的理由，所述膜層最好由鎳鋁金屬間化合物多孔材料構成。其中，術語“迎風面”是指基體上先與待過濾的油氣接觸的一側表面。 當在基體迎風面上設置膜層后，該膜過濾元件實際上構成一個由基體和膜層組成的復合材料。由于膜層的存在，待催化重整的油氣必先與膜層接觸，從而通過膜層對油氣中的至少一部分灰塵進行攔截，減少甚至消除灰塵與基體的接觸機會，從而進一步的防止重整催化劑結焦。在設置有膜層的情況下，該膜層的平均孔徑最好以盡可能將油氣中的灰塵清除干凈為目的來設定(本申請因此將膜層的平均孔徑設定為較小的Iym — 20μπι范圍內)，而基體的平均孔徑最好以使催化重整反應更充分為目的來設定。綜合考慮膜過濾通量等因素，可將基體的平均孔徑設定為大于膜層的平均孔徑(基體的平均孔徑在20 μ m — 50 μ m為宜， 膜層的平均孔徑在3 μ m — 15 μ m為宜)，這樣膜過濾元件將形成非對稱結構，從而在過濾通量、過濾精度、催化重整效果三個方面取得一定的均衡效果。本申請提供的用于上述催化重整工藝的催化重整反應器，包括設有進氣口、排氣口和排渣口的膜過濾裝置，該膜過濾裝置中安裝有膜過濾元件，該膜過濾元件包括由多孔材料骨架和附著于該多孔材料骨架中的重整催化劑構成的基體，該基體的平均孔徑為 Iym-IOOym0在該催化重整反應器使用時，原料油加熱形成的油氣從膜過濾裝置的進氣口進入膜過濾裝置中，然后，所述油氣再經過該膜過濾裝置中的膜過濾元件，這時，通過該膜過濾元件的截留和催化作用同時實現油氣的過濾和催化重整，催化重整后的油氣從該膜過濾裝置的排氣口輸出，被截留的油渣從該膜過濾裝置的排渣口輸出。在上述催化重整反應器的基礎上，所述多孔材料骨架優選由鎳鋁金屬間化合物多孔材料構成。此外，所述重整催化劑優選至少由鉬、銠、銥、鈀中的一種或幾種金屬構成。作為對催化重整反應器的改進，所述膜過濾元件還包括位于所述基體迎風面上的膜層，該膜層的平均孔徑為Iym — 20 μπι。另外，所述膜層優選由鎳鋁金屬間化合物多孔材料構成。 上述鎳鋁金屬間化合物多孔材料中鎳與鋁的重量比最好為10:1至12:1。上述膜過濾元件中基體的平均孔徑在20 μ m — 50 μ m為宜，膜層的平均孔徑在3 μ m — 15 μ m為宜。本申請以下將提供用于上述催化重整工藝及催化重整反應器的膜過濾元件及其制備方法。該膜過濾元件可同時實現油氣的過濾和催化重整的雙重作用。具體的，該膜過濾元件包括由多孔材料骨架和附著于該多孔材料骨架中的重整催化劑構成的基體，該基體的平均孔徑為Ιμπι — lOOym。在此基礎上，所述多孔材料骨架優選由鎳鋁金屬間化合物多孔材料構成。此外，所述重整催化劑優選至少由鉬、銠、銥、鈀中的一種或幾種金屬構成。作為對該膜過濾元件的改進，所述膜過濾元件還包括位于所述基體迎風面上的膜層，該膜層的平均孔徑為Iym — 20 μπι。另外，所述膜層優選由鎳鋁金屬間化合物多孔材料構成。上述鎳鋁金屬間化合物多孔材料中鎳與鋁的重量比最好為10:1 至12:1。上述膜過濾元件中基體的平均孔徑在20μπι — 50μπι為宜，膜層的平均孔徑在 3 μ m — 15 μ m 為宜。膜過濾元件的制備方法，包括的步驟為1)準備平均孔徑為50μπι — 150μπι的多孔材料骨架；2)配制重整催化劑前驅體溶液；3)將所述多孔材料骨架放入前驅體溶液并浸潰一段時間；4)將附著有前驅體溶液的多孔材料骨架取出并進行干燥和焙燒，使重整催化劑前驅體沉積到多孔材料骨架中；5)經過化學處理使重整催化劑前驅體轉變為重整催化劑，得到由多孔材料骨架和附著于該多孔材料骨架中的重整催化劑構成的基體。其中，術語 “前驅體”泛指目標產物本文檔來自技高網...

【技術保護點】
催化重整工藝，其特征在于：將油氣通入一膜過濾裝置（100），當所述油氣經過該膜過濾裝置（100）中的膜過濾元件（110）時，通過該膜過濾元件（110）的截留和催化作用同時實現油氣的過濾和催化重整，催化重整后的油氣從該膜過濾裝置（100）的排氣口輸出，被截留的油渣從該膜過濾裝置（100）的排渣口輸出；其中，所述膜過濾元件（110）包括由多孔材料骨架（111a）和附著于該多孔材料骨架（111a）中的重整催化劑（111b）構成的基體（111），該基體（111）的平均孔徑為1μm?100μm。

【技術特征摘要】
1.催化重整工藝，其特征在于將油氣通入一膜過濾裝置(100)，當所述油氣經過該膜過濾裝置(100)中的膜過濾元件(110)時，通過該膜過濾元件(110)的截留和催化作用同時實現油氣的過濾和催化重整，催化重整后的油氣從該膜過濾裝置(100)的排氣口輸出，被截留的油渣從該膜過濾裝置(100)的排渣口輸出；其中，所述膜過濾元件(110)包括由多孔材料骨架(11 Ia)和附著于該多孔材料骨架(11 Ia)中的重整催化劑(11 Ib)構成的基體(111)，該基體(111)的平均孔徑為I ii m-100 u m。2.如權利要求I所述的催化重整工藝，其特征在于所述多孔材料骨架(Illa)由鎳鋁金屬間化合物多孔材料構成。3.如權利要求I所述的催化重整工藝，其特征在于所述重整催化劑(Illb)至少由鉬、銠、銥、鈀中的一種或幾種金屬構成。4.如權利要求I所述的催化重整工藝，其特征在于所述膜過濾元件(I10)還包括位于所述基體(111)迎風面上的膜層(112)，該膜層(112)的平均孔徑為I y m — 20 y m。5.如權利要求4所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：高麟，汪濤，林勇，
申請(專利權)人：成都易態科技有限公司，
類型：發明
國別省市：