一种焦油气裂解复合催化材料的制备方法与流程

本发明涉及复合催化剂材料及其制备技术领域，尤其涉及一种焦油气裂解复合催化材料的制备方法。

背景技术

在实际尾气焦油处理中，催化裂解法是最经济有效的方法。在高温条件下，焦油在催化剂表面发生深度裂解，生成小分子的碳氢化合物，并与水和二氧化碳发生重整反应，生成氢气和一氧化碳的合成气体。找到一种十分经济有效的催化剂是问题关键所在。

焦油裂解催化剂可分为两大类：天然矿石催化剂和合成催化剂。天然矿石是在自然条件下形成的均质固体，开采后可直接利用或进行简单的煅烧后利用。目前常用的天然矿石催化剂有白云石、橄榄石、粘土矿石等。合成催化剂常见的有碱金属催化剂、镍基催化剂以及其他复合型催化剂。虽然天然矿石催化剂比合成催化剂更经济，但其催化活性相比较低。传统合成催化剂的催化活性与接触条件、颗粒的烧结以及金属的挥发等因素有关。例如流化床反应器中的碱金属催化剂由于颗粒团聚的原因会丧失催化活性。而且传统的碱金属催化剂都有一定使用寿命，不能做到重复利用。镍基催化剂的价格十分昂贵，不适合大规模应用。并且上述几种催化剂对于反应温度要求较高。

综上，现有技术中的缺乏一种催化剂的制备方法，原料成本低廉，制备条件要求不高。

技术实现要素：

本发明提供一种焦油气裂解复合催化材料的制备方法，制备的催化材料原材料廉价、易得，并且制备条件容易实现，制备成本低。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种焦油气裂解复合催化材料的制备方法，包括：

s1、将多种多通道耐高温材料原料分别粉碎、研磨成粉末状，得到粉末状原料;

s2、将粉末状原料与水合纤维素粘结剂溶液混合搅拌均匀，利用模具压制成型，在80~120℃条件下干燥5~24小时,再放入可控气氛炉一定温度下烧制成多通道耐高温材料，烧制时通入惰性气体；

s3、将多通道耐高温材料用40~60℃氢氧化钾水溶液热浸泡12~36小时，浸泡完成后，将多通道耐高温材料在80~120℃条件下干燥5~24小时；

s4、将干燥后的多通道耐高温材料放入可控气氛炉中，一定温度下进行二次焙烧，焙烧时通入惰性气体，即制得焦油气裂解复合催化材料。

进一步的，多通道耐高温材料的各组分质量分数为：氧化镁的质量分数为70~90％、氧化钙质量分数为5~20％、二氧化硅的质量分数为1~2％，其余为纤维素。

进一步的，在s2中，可控气氛炉的烧制温度为1500~1700℃，烧制时间为4~6小时。

进一步的，是s3中，氢氧化钾水溶液的质量分数为40~50％

进一步的，在s4中，二次焙烧的温度为900~1300℃，焙烧时间为4~6小时。氧化钙与水反应生成的氢氧化钙会分解为氧化钙和水，水以高温蒸汽形式溢出会改变材料内部结构，产生溢出通道及微气孔。

采用本发明制备的催化剂，其储存条件是：密封包装储存、充氮、避光、防潮。

本发明制备的催化剂，其组成中除了氧化镁外，还含有游离的氧化钙，因此具有较高的耐火度和优良的热力学稳定性。

本发明的有益效果为：

本发明提供催化剂制备方法，原材料廉价、易得，并且生产过程无固体、液体废弃物排放，工艺过程相对简单，催化剂材料机械强度高，热性能可靠，可多次循环再生，催化成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明的流程图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

本发明提供一种焦油气裂解复合催化材料的制备方法，流程如图1所示。

实施例一

一种焦油气裂解复合催化材料的制备方法，包括：

将质量配比为氧化镁90％、氧化钙8.8％、二氧化硅1.2％的原料分别破碎、研磨成粉末状，筛选选取颗粒大小为300~1000目，将上述粉末状原料与水合纤维素粘结剂溶液混合搅拌均匀，利用模具压制成型，在80~120℃条件下干燥5~24小时。

将干燥后的上述材料放置于可控气氛炉内，在1700℃下烧制4小时制成多通道耐高温材料，在烧制过程中通入惰性气体，然后配制质量分数为50％的氢氧化钾水溶液，将多通道耐高温材料用50℃氢氧化钾水溶液热浸泡24小时，然后将浸泡好的多通道耐高温材料在90℃条件下干燥12小时。

再将干燥后的多通道耐高温材料在950℃可控气氛炉内进行二次焙烧4小时，在焙烧过程中通入惰性气体，即制得焦油气裂解复合催化材料。

实施例二

一种焦油气裂解复合催化材料的制备方法，包括：

将质量配比为氧化镁80％、氧化钙18.8％、二氧化硅1.2％的原料分别破碎、研磨成粉末状，筛选颗粒大小为300~1000目，将上述粉末状原料与水合纤维素粘结剂溶液混合搅拌均匀，利用模具压制成型，在80~120℃条件下干燥5~24小时。

将干燥后的上述材料放置于可控气氛炉内，在1500℃下烧制4小时制成多通道耐高温材料，在烧制过程中通入惰性气体，然后配制质量分数为50％的氢氧化钾水溶液，将多通道耐高温材料用50℃氢氧化钾水溶液热浸泡24小时，然后将浸泡好的多通道耐高温材料在90℃条件下干燥12小时。

再将干燥后的多通道耐高温材料在950℃可控气氛炉内进行二次焙烧4小时，在焙烧过程中通入惰性气体。即制得焦油气裂解复合催化材料。

实施例三

一种焦油气裂解复合催化材料的制备方法，包括：

将质量配比为氧化镁90％、氧化钙8.8％、二氧化硅1.2％的原料分别破碎、研磨成粉末状，筛选颗粒大小为300~1000目，将上述粉末状原料与水合纤维素粘结剂溶液混合搅拌均匀，利用模具压制成型，在80~120℃条件下干燥5~24小时。

将干燥后的上述材料放置于可控气氛炉内，在1700℃下烧制4小时制成多通道耐高温材料，在烧制过程中通入惰性气体，然后配制质量分数为40％的氢氧化钾水溶液，将多通道耐高温材料用50℃氢氧化钾水溶液热浸泡36小时，然后将浸泡好的多通道耐高温材料在90℃条件下干燥24小时。

再将干燥后的多通道耐高温材料在950℃可控气氛炉内进行二次焙烧4个小时，在焙烧过程中通入惰性气体。即制得焦油气裂解复合催化材料。

实施例四

将多种多通道耐高温材料原料分别粉碎、研磨成粉末状，得到粉末状原料。多通道耐高温材料的各组分质量分数为：氧化镁的质量分数为70％、氧化钙质量分数为20％、二氧化硅的质量分数为2％，其余为纤维素。

将粉末状原料与水合纤维素粘结剂溶液混合搅拌均匀，利用模具压制成型，在80℃条件下干燥24小时,再放入可控气氛炉，以1500℃的烧制温度烧制6小时，烧制时通入惰性气体；

将多通道耐高温材料用60℃，质量分数为50％的氢氧化钾水溶液热浸泡12小时，浸泡完成后，将多通道耐高温材料在120℃条件下干燥24小时；

将干燥后的多通道耐高温材料放入可控气氛炉中，以900℃进行二次焙烧，焙烧6小时。焙烧时通入惰性气体，即制得焦油气裂解复合催化材料。

本发明的有益效果是：

本发明提供催化剂制备方法，原材料廉价、易得，并且生产过程无固体、液体废弃物排放，工艺过程相对简单；

催化剂材料机械强度高，热性能可靠，可多次循环再生，催化成本低；

催化材料吸附、催化能力很强，容易再生，有效催化剂的包覆性好；

催化材料具有一定的蓄热能力，可以抗热冲击、稳定催化反应条件；

催化材料与反应物接触面积大，催化裂解率更高。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。