[发明专利]一种耐高温双金属甲烷化催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐高温双金属甲烷化催化剂的制备方法，属于焦炉煤气及煤制取合成天然气催化剂的制备及应用的技术领域。

背景技术

天然气是一种高热值的清洁燃料，其主要成分为甲烷，燃烧后只排放二氧化碳和水蒸气，不会产生废水和废渣；随着我国经济的快速发展，对资源的需求呈直线上升趋势，天然气的消费量以10％的速率增长，然而中国是一个富煤、贫油、少气的国家，天然气资源极其稀少，无法满足国家对清洁能源的需求，天然气的供需矛盾突出，必须通过多渠道、多方式供给，才能满足日益增长的市场需要；用焦炉气或煤制取合成天然气可以增加燃气热值，提高资源利用率，同时减少对环境的污染，也增加其运输与使用的安全性，是生产清洁能源的最佳途径之一。

甲烷化技术的工业化应用，是合成氨原料气的净化和一氧化碳及二氧化碳的脱除，气体成分中CO+CO₂＜2％，反应放出的热量聚集温度不高，催化剂所在的气氛温度在400℃左右，寿命在2-3年，然而在焦炉煤气或煤合成天然气工艺中，焦炉煤气中CO+CO₂的浓度约为10％，煤制合成天然气工艺中CO+CO₂的浓度在25％左右，属于大量甲烷化，在反应过程中热量大量聚集，催化剂的热点温度高达500℃-700℃，一般的适用于合成氨净化及CO或H₂精制的甲烷化催化剂在高温下会发生烧结及积碳，从而导致失活，因此，开发适用于快速转化、耐高温的甲烷化催化剂的亟待研究，目前，美国大平原天然气工厂已经实现中低温甲烷化转化的商业运行，但还没有用于焦炉气及煤制取合成天然气。

由热力学过程可以得知，在快速甲烷化时会在反应器床层瞬时积累大量的热量，这对甲烷化催化剂的耐高温、抗积聚的性能提出了更高的要求。目前，耐高温双金属甲烷化催化剂的制备还是一项科研空白，还有待进一步探讨研究。

发明内容

发明目的

本发明的目的是针对背景技术的状况和不足，以氧化铝为载体，以氧化镍、氧化钴为催化剂活性组分，以氧化镧为助剂，采用无机盐双水解均相共沉淀法，通过干燥、焙烧制备合成天然气催化剂，以提供一种高催化效能、高热稳定性能、高抗积碳性的耐高温双金属甲烷化催化剂。

技术方案

本发明使用的化学物质材料为：铝酸钠、硝酸镍、硝酸钴、硝酸镧、去离子水、氮气，其组合准备用量如下：以克、毫升、厘米³为计量单位

铝酸钠：NaAlO₂                          7.24g±0.01g

硝酸镍：Ni(NO₃)₂·6H₂O                  15.57g±0.01g

硝酸钴：Co(NO₃)₂·6H₂O                  3.11g±0.01g

硝酸镧：La(NO₃)₃·6H₂O                  1.86g±0.01g

去离子水：H₂O                        3000ml±50ml

氮气：N₂                             10000cm³±100cm³

制备方法如下：

(1)精选化学物质材料

对制备所需的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度控制：

铝酸钠：        固态固体        99.5％

硝酸镍：        固态固体        98.5％

硝酸钴：        固态固体        98.5％

硝酸镧：        固态固体        98.5％

去离子水：      液态液体        99.9％

氮气：          气态气体        99.9％

(2)配制硝酸盐水溶液

将硝酸镍15.57g±0.01g、硝酸钴3.11g±0.01g、硝酸镧1.86g±0.01g、去离子水200ml±1ml加入烧杯中进行搅拌10min，成硝酸盐水溶液；

(3)配制铝酸钠水溶液