[发明专利]一种用于甲烷制合成气的氧载体及制备方法和应用

权利要求书

1. 一种用于甲烷制合成气的氧载体，其特征在于氧载体由Fe₂O₃，CeO₂和Al₂O₃组成，其中CeO₂﹕(Fe₂O₃+ Al₂O₃)的质量比是0.05～0.4；Fe₂O₃﹕Al₂O₃的质量比是0.75～1.5。

2.如权利要求1所述的一种用于甲烷制合成气的氧载体的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）、按CeO₂﹕(Fe₂O₃+ Al₂O₃)的质量比是0.05～0.4；Fe₂O₃﹕Al₂O₃的质量百分比是0.75～1.5，称取Ce、Fe、Al的可溶性盐，混合后用蒸馏水配制成可溶性盐溶液，其中Ce、Fe、Al离子浓度总和为0.5～0.8mol/l；

（2）、将碱和蒸馏水配制成浓度为0.5～3 mol/l的碱性溶液；

（3）、在反应温度70～90℃、搅拌速度100～300r/min下，将步骤（1）和步骤（2）中所配制的可溶性盐溶液和碱性溶液进行共沉淀反应，在共沉淀过程中保持溶液pH在8～11之间，待沉淀完全后，保持反应温度下继续搅拌3～5小时；

（4）、步骤（3）所得共沉淀后的混合溶液于室温下老化6～12小时，然后经过滤得到固体沉淀物，再用蒸馏水洗涤，直至滤液中检测不到酸根离子，最后将沉淀物在110～130℃下干燥8～12小时；

（5）、将步骤（4）所得干燥固体先在400℃下煅烧1～3小时，然后600℃下煅烧2～3小时，最后900℃下煅烧4～6小时，待自然冷却后研磨成细粉，制得20～80目粉末，即得氧载体。

3.如权利要求2所述的一种用于甲烷制合成气的氧载体的制备方法，其特征在于所述的Ce、Fe、Al的可溶性盐为硝酸盐或氯化物。

4.如权利要求2所述的一种用于甲烷制合成气的氧载体的制备方法，其特征在于所述的碱是氨水、氢氧化钠或氢氧化钾。

5.如权利要求1所述的一种用于甲烷制合成气的氧载体的应用，其特征在于应用步骤如下： 

（1）取氧载体，置于固定床反应器，惰性气氛下，将固定床反应器升温至700～1000℃，然后切入甲烷气体，反应压力为常压或0.1～2.0MPa，操作体积空速为1000～8000h^-1，反应时间为10～30min；

（2）反应完成后，切换惰性吹扫，同时保持反应器温度为700～1000℃，稳定吹扫30min；

（3）惰性吹扫后，通入空气再生，控制反应温度为700～1000℃，反应压力为常压或0.1～2.0MPa，操作体积空速为1000～8000 h^-1，反应时间10～30min；

（4）再生后，切换惰性气体吹扫，同时保持反应器温度为700～1000℃，稳定吹扫30min；

（5）依次循环进行(1)、(2)、(3)、(4)操作，实现氧载体的循环应用。

6.如权利要求5所述的一种用于甲烷制合成气的氧载体的应用，其特征在于所述的惰性气体为氮气或氩气。