本发明专利技术公开了一种焦炉煤气制备甲醇用惰性物质再生转换方法，属于焦炉煤气处理技术领域，用于解决现有技术中的焦炉煤气在再生转换时，催化剂容易被甲烷分解的炭堵塞，导致甲烷的再生转换效率低的技术问题；本发明专利技术包括以下步骤：取石英管反应器，向石英管反应器中依次装填改性活性炭和负载型催化剂，在石英管反应器中形成活性炭床层和催化剂床层，将石英管放置在温度为480‑520℃的恒温炉中；本发明专利技术是通过制备多孔隙的负载型催化剂，并以负载型催化剂和氧化镍负载的改性活性炭为填料，优化焦炉煤气的再生转换工艺，有效避免填料孔隙堵塞，降低甲醇合成循环体系惰性气体循环量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及焦炉煤气处理，具体涉及一种焦炉煤气制备甲醇用惰性物质再生转换方法。
技术介绍
1、焦炉煤气中含有一氧化碳和少量有毒物质，焦炉煤气制甲醇生产工艺中，首先要进行原料的预处理过程，原料气进入气柜缓冲并稳压，之后进入气体压缩机，增压至2.5mpa达到脱硫所需的压力，进入精脱硫装置，进行原料气的脱硫处理，完成粗脱硫和精脱硫两步后，使气体中的总含硫量大幅降低，避免催化剂中毒和仪器设备等的腐蚀。
2、在现有技术中的焦炉煤气中含有大量的甲烷气，这些甲烷气在下一步的甲醇合成反应过程中是惰性气体不参与反应，甲醇在合成循环体系中作为惰性气体循环，会增加压缩机非必要的功耗，降低单位甲醇产量功耗，增大有效组分分压，促进反应正向进行，提高合成效率，提高甲醇的产量，而现有技术通常是需要将其在催化剂和高温环境下转化成氢气和一氧化碳，但是，传统的甲烷气在高温分解过程中会产生炭，炭附着在催化剂表面会造成催化剂床层堵塞，催化剂活性降低，导致焦炉煤气中甲烷的再生转换效率低，甲醇合成循环体系惰性气体循环量有待进一步降低。
3、针对此方面的技术缺陷，现提出一种解决方案。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种焦炉煤气制备甲醇用惰性物质再生转换方法，用于解决现有技术中的焦炉煤气在再生转换时，催化剂容易被甲烷分解的炭堵塞，导致甲烷的再生转换效率低的技术问题。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种焦炉煤气制备甲醇用惰性物质再生转换方法，包括以下步骤：
<
p>3、s1、取石英管反应器，向石英管反应器中依次装填改性活性炭和负载型催化剂，在石英管反应器中形成活性炭床层和催化剂床层；4、s2、将石英管放置在温度为480-520℃的恒温炉中；
5、s3、将脱硫焦炉煤气预加热至200-260℃，将其与水蒸气混合，得到混合气；
6、s4、混合气从石英管反应器的顶部输送到石英管反应器中，经过催化剂床层和活性炭床层依次催化处理后，从石英管反应器的底部排出，得到再生转换焦炉煤气。
7、进一步的，改性活性炭由以下步骤加工得到：
8、a1、将硝酸镍溶解在去离子水中，向反应体系中加活性炭，超声分散40-60min，调节反应体系ph=10-11，升温，反应完成，后处理得到改性活性炭前驱体；
9、a2、将改性活性炭前驱体置于马弗炉中焙烧3-5h，降温出料，得到改性活性炭。
10、改性活性炭的合成反应机理为：
11、以活性炭作为载体材料，在超声分散作用下，促进活性炭与硝酸镍溶液的接触，通过调节反应体系的ph，使得硝酸镍转换成氢氧化镍沉淀附着在活性炭上，通过长时间的高温处理，有助于氢氧化镍在活性炭表面的进一步沉积和固化，促进氢氧化镍与活性炭之间的相互作用，在高温下，氢氧化镍发生热分解反应，生成氧化镍，制备得到改性活性炭。
12、进一步的，步骤s1中，石英管反应器的内径为9cm，外径为12cm，管长550cm，所述活性炭床层的高度为450cm、催化剂床层的高度为100cm；步骤s3中，脱硫焦炉煤气和水蒸气的体积比为100:0.8-1.2；步骤s4中，混合气的流量为8-10l/min。
13、进一步的，步骤a1中，所述硝酸镍、去离子水和活性炭的用量比为1-3g:20ml:7-11g，升温温度为70-80℃，保温反应时间为20-22h，所述后处理包括：反应完成之后，反应釜温度降低至室温，抽滤，滤饼用纯化水洗涤至中性后抽干，滤饼转移到温度为70-80℃的干燥箱中，干燥至恒重，得到负载氧化镍前驱体；步骤a2中，所述焙烧温度为780-840℃，焙烧时间为3-5h。
14、进一步的，负载型催化剂由以下步骤加工得到：
15、b1、将氢氧化钠、偏铝酸钠和去离子水加入到反应釜中，室温下搅拌至体系澄清，向反应釜中滴加正丁胺，滴加完毕向反应釜中加入改性负载氧化镍，保温搅拌100-120min，将反应液转入温度为140-150℃的高压反应釜中，保温晶化2天，后处理得到晶核；
16、晶核的合成反应机理为：
17、氢氧化钠、偏铝酸钠和去离子水混合搅拌至体系澄清，形成碱性溶液，正丁胺作为结构导向剂，改性负载氧化镍不仅作为催化活性中心，还在高温晶化过程中，通过其表面的硅改性层与溶液中的铝酸钠和氢氧化钠发生相互作用，引导铝氧网络结构的有序排列和晶化，通过高温焙烧去除正丁胺的同时，促进晶体结构进一步稳定，制备得到晶核。
18、b2、将十八水合硫酸铝、氢氧化钠和去离子水加入到反应釜中，室温下搅拌至体系溶清，向反应釜中加入硅溶胶、四氢吡咯和晶核，室温下搅拌2h，得到混合液；
19、b3、将混合液转移到温度为140-150℃的高压反应釜中晶化3天，后处理得到催化剂前驱体；
20、b4、将催化剂前驱体和氯化铵溶液加入到反应釜中搅拌，反应釜温度升高至80-90℃，保温搅拌4-6h，后处理得到负载型催化剂。
21、负载型催化剂的合成反应机理为：
22、十八水合硫酸铝与氢氧化钠在去离子水中混合搅拌，发生中和反应，生成氢氧化铝、偏铝酸钠和硫酸钠，硅溶胶是一种含有纳米级二氧化硅颗粒的胶体溶液，硅溶胶中的二氧化硅颗粒吸附在氢氧化铝或偏铝酸钠的表面，形成初步的复合结构，以晶核作为成核中心，四氢吡咯作为结构导向剂，在高温晶化过程中，偏铝酸钠和二氧化硅颗粒通过溶解-再结晶机制，在晶核的外部形成包覆结构，通过焙烧处理，高温下四氢吡咯等有机杂质分解并去除，从而组装成催化剂前驱体，在高温下保温过程中，氯化铵与前驱体中的无机盐发生离子交换作用，导致催化剂表面的催化活性中心暴露，制备得到负载型催化剂。
23、进一步的，步骤b1中，所述氢氧化钠、偏铝酸钠、去离子水、正丁胺和改性负载氧化镍的用量比为1g:7g:200ml:6g:50g，所述后处理包括：反应完成之后，反应釜温度降低至室温，抽滤，滤饼置于温度为70-80℃的干燥箱中，干燥至恒重，然后将其转移到温度为500-600℃的马弗炉中，焙烧6-8h，得到晶核；步骤b2中，所述十八水合硫酸铝、氢氧化钠、去离子水、硅溶胶、四氢吡咯和晶核的用量比为3g:2g:50ml:15g:4g:1g；步骤b3中，所述后处理包括：反应完成之后，反应釜温度降低至室温，抽滤，滤饼置于温度为70-80℃的干燥箱中，干燥至恒重，然后将其转移到温度为500-600℃的马弗炉中，焙烧6-8h，降温后出料，得到催化剂前驱体；步骤b4中，所述催化剂前驱体和氯化铵溶液的用量比为1g:10ml，所述氯化铵溶液由氯化铵和纯化水按用量比1g:10ml组成，所述后处理包括：反应完成之后，反应釜温度降低至室温，抽滤，滤饼用纯化水洗涤3-5次后抽干，滤饼置于温度为70-80℃的干燥箱中，干燥至恒重，得到负载型催化剂。
24、进一步的，改性负载氧化镍的制备方法为：将负载氧化镍、无水乙醇和正硅酸乙酯加入到反应釜中搅拌，反应釜温度升高至50-60℃，向反应本文档来自技高网
...
【技术保护点】
1.一种焦炉煤气制备甲醇用惰性物质再生转换方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种焦炉煤气制备甲醇用惰性物质再生转换方法，其特征在于，步骤S1中，石英管反应器的内径为9cm，外径为12cm，管长550cm，所述活性炭床层的高度为450cm、催化剂床层的高度为100cm；步骤S3中，脱硫焦炉煤气和水蒸气的体积比为100:0.8-1.2；步骤S4中，混合气的流量为8-10L/min。
3.根据权利要求1所述的一种焦炉煤气制备甲醇用惰性物质再生转换方法，其特征在于，步骤A1中，所述硝酸镍、去离子水和活性炭的用量比为1-3g:20mL:7-11g，升温温度为70-80℃，保温反应时间为20-22h；步骤A2中，所述焙烧温度为780-840℃，焙烧时间为3-5h。
4.根据权利要求1所述的一种焦炉煤气制备甲醇用惰性物质再生转换方法，其特征在于，负载型催化剂由以下步骤加工得到：
5.根据权利要求4所述的一种焦炉煤气制备甲醇用惰性物质再生转换方法，其特征在于，步骤B1中，所述氢氧化钠、偏铝酸钠、去离子水、正丁胺和改性负载氧化镍的用量比为1g:7g:200mL:6g:50g；步骤B2中，所述十八水合硫酸铝、氢氧化钠、去离子水、硅溶胶、四氢吡咯和晶核的用量比为3g:2g:50mL:15g:4g:1g；步骤B4中，所述催化剂前驱体和氯化铵溶液的用量比为1g:10mL，所述氯化铵溶液由氯化铵和纯化水按用量比1g:10mL组成。
6.根据权利要求4所述的一种焦炉煤气制备甲醇用惰性物质再生转换方法，其特征在于，改性负载氧化镍的制备方法为：将负载氧化镍、无水乙醇和正硅酸乙酯加入到反应釜中搅拌，反应釜温度升高至50-60℃，向反应釜中滴加氨水，滴加完毕，保温搅拌4-6h，后处理得到改性负载氧化镍。
7.根据权利要求6所述的一种焦炉煤气制备甲醇用惰性物质再生转换方法，其特征在于，所述负载氧化镍、无水乙醇、正硅酸乙酯和氨水的用量比为3g:15mL:1g:5mL，所述氨水浓度为0.3mol/L。
8.根据权利要求6所述的一种焦炉煤气制备甲醇用惰性物质再生转换方法，其特征在于，负载氧化镍由以下步骤加工得到：
9.根据权利要求8所述的一种焦炉煤气制备甲醇用惰性物质再生转换方法，其特征在于，步骤C1中，所述硝酸镍、硝酸镧、硝酸锆和去离子水的用量比为3g:6-8g:12-14g:120mL；步骤C2中，所述焙烧温度为780-840℃。
...
【技术特征摘要】
1.一种焦炉煤气制备甲醇用惰性物质再生转换方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种焦炉煤气制备甲醇用惰性物质再生转换方法，其特征在于，步骤s1中，石英管反应器的内径为9cm，外径为12cm，管长550cm，所述活性炭床层的高度为450cm、催化剂床层的高度为100cm；步骤s3中，脱硫焦炉煤气和水蒸气的体积比为100:0.8-1.2；步骤s4中，混合气的流量为8-10l/min。
3.根据权利要求1所述的一种焦炉煤气制备甲醇用惰性物质再生转换方法，其特征在于，步骤a1中，所述硝酸镍、去离子水和活性炭的用量比为1-3g:20ml:7-11g，升温温度为70-80℃，保温反应时间为20-22h；步骤a2中，所述焙烧温度为780-840℃，焙烧时间为3-5h。
4.根据权利要求1所述的一种焦炉煤气制备甲醇用惰性物质再生转换方法，其特征在于，负载型催化剂由以下步骤加工得到：
5.根据权利要求4所述的一种焦炉煤气制备甲醇用惰性物质再生转换方法，其特征在于，步骤b1中，所述氢氧化钠、偏铝酸钠、去离子水、正丁胺和改性负载氧化镍的用量比为1g:7g:200ml:6g:50g；步骤b2中，所述十八水合硫酸...
【专利技术属性】
技术研发人员：王显，薛岩，郜鲜艳，穆红雨，余天龙，余聪，李晓玉，魏志广，
申请(专利权)人：临涣焦化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。